KR102271975B1

KR102271975B1 - 공정 관리를 위한 동특성 해석 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102271975B1
Application number: KR1020210004494A
Authority: KR
Inventors: 이덕형
Original assignee: (주)에이피에스티
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2021-07-02
Also published as: KR102271975B9

Abstract

공정 관리를 위한 동특성 해석 시스템 및 방법에 대해 제시한다. 본 명세서의 실시예에 따른 동특성 해석 시스템은 제조 공정 장치에 공정 시간 예측 값과 제어 값을 입력해서 제조 공정 장치를 제어하고, 제조 제품에 대한 공정 지연시간과 결과 측정 값에 따라 공정 지연 시간과 제어 값에 대한 오차 값이 감소할 수 있도록, 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 제어 보상 값을 추출 및 추가 적용하는 동특성 해석 및 보상 장치를 포함하는바, 보다 다양한 매개 변수들을 적용 및 감안할 수 있는 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 공정 기간, 지연 기간, 완성품 오차를 최소화시켜 공정 효율을 높일 수 있다.

Description

공정 관리를 위한 동특성 해석 시스템 및 방법{DYNAMIC CHARACTERISTICS ANALYSIS SYSTEM FOR PROCESS MANAGEMENT AND METHOD THE SAME}

본 명세서는 동특성 해석 알고리즘을 이용한 공정 관리 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 공정 관리를 위한 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 공정 기간 및 오차를 최소화시킬 수 있는 동특성 해석 시스템 및 방법에 관한 것이다.

제조 공정 환경 운용시에는 보다 안전하고 효율적인 운용을 보증하기 위한 절차 및 체크리스트로의 접근을 필요로 한다.

제조 공정 환경의 안전성 및 운용 효율 보증을 위해서는 공정 판독(process readings), 품질 확인, 폐기율과 지연율(waste and delay rates) 확인, 및 원재료 성질 측정(measurements of raw material properties) 등과 같이 공정 성능(process performance)에 영향을 주는 중요한 리스트들을 확인하고 관리하는 절차가 요구된다.

또한, 제조 공정 진행중에도 예방적인 관리를 유지하면서 공정 판독을 하고, 빠르게 완제품 측정을 해야 할 필요가 있다.

제조 공정 환경 운용시에는 궁극적으로는 안전성을 유지하면서, 높은 생산 수율을 보장할 수 있는 효율적인 생산 시스템을 구축하는데 가장 큰 비중을 둘 수 있고, 이를 위해서 공정 성능, 지연율, 및 완제품 측정 등의 다양한 노력이 진행되고 있다.

근래에는 효율적인 생산 시스템을 구축 및 운용하기 위한 방안으로 동특성 해석 알고리즘을 활용하는 운용 방안이 대두되기도 하였다. 동특성 해석 알고리즘을 이용하는 방식으로는 ALMS(Adaptive Least Mean Square) 알고리즘 적용 방식이 제안되기도 하였다. 여기서, ALMS 알고리즘 적용 방식은 공정 라인의 입력 값과 결과 값의 오차 값을 확인하고, 오차 값에 따른 보정 값을 추정해서 공정 라인이나 시스템에 적용하는 방식이다.

그러나, 종래의 ALMS 방식 등은 사실상 빠르고 효율적으로 공정 오차 값을 추출하고 보정하는 방안에 국한되기 때문에, 공정 지연 시간과 제품 측정 오차를 변수로 확인해서 공정 기간과 오차를 최소화하는데 그 기능이 한정될 수밖에 없었다. 따라서, 일부 제품 공정에 국한되지 않고 보다 다양한 제품들의 제조 환경에 맞게 그 공정 효율을 높이기 위해서는 보다 다양한 매개 변수들을 적용 및 감안할 수 있는 동특성 해석 알고리즘과 그 운용 방안이 요구된다.

본 명세서는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 다양한 매개 변수들을 적용 및 감안할 수 있는 동특성 해석 알고리즘과 그 동특성 해석 알고리즘을 이용한 공정 관리 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 명세서는 공정 관리를 위한 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 공정 기간, 지연 기간, 완성품 오차를 최소화시켜 공정 효율을 높일 수 있는 동특성 해석 알고리즘과 그 동특성 해석 알고리즘을 이용한 공정 관리 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동특성 해석 시스템은 제조 제품에 대한 미리 설정된 제조 공정을 수행하는 공정 장치와 상기 제조 제품의 검수 및 결과 측정을 수행하는 언로딩부, 및 상기 공정 장치와 상기 언로딩부의 동작을 각각 제어하는 공정 컨트롤러를 포함하는 제조 공정 장치를 포함한다.

또한, 제조 공정 장치에 공정 시간 예측 값과 제어 값을 입력해서 상기 제조 공정 장치를 제어하고, 상기 제조 제품에 대한 공정 지연시간과 결과 측정 값에 따라 공정 지연 시간과 상기 제어 값에 대한 오차 값이 감소할 수 있도록, 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 제어 보상 값을 추출 및 추가 적용하는 동특성 해석 및 보상 장치를 포함한다.

또한, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 명세서의 실시예에 따른 동특성 해석 시스템은 방법은 제조 공정 장치에서 제조 제품에 대한 미리 설정된 제조 공정을 수행하는 단계, 공정 컨트롤러의 제어에 따라 상기 제조 제품의 검수 및 결과 측정을 수행하는 단계, 상기 제조 공정 장치에 공정 시간 예측 값과 제어 값을 입력해서 상기 제조 공정 장치의 동작을 제어하는 단계, 및 상기 제조 제품에 대한 공정 지연시간과 결과 측정 값에 따라 공정 지연 시간과 상기 제어 값에 대한 오차 값이 감소할 수 있도록, 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 제어 보상 값을 추출 및 추가 적용하는 단계를 포함한다.

본 명세서의 실시예에 따르면, 동특성 해석 시스템 및 방법은 보다 다양한 매개 변수들을 적용 및 감안할 수 있는 동특성 해석 알고리즘과 그 동특성 해석 알고리즘을 이용함으로써, 일부 제품 제조 환경에 국한되지 않고 보다 다양한 제품들의 제조 환경에 맞게 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 동특성 해석 시스템 및 방법은 보다 다양한 매개 변수들을 적용 및 감안할 수 있는 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 공정 기간, 지연 기간, 완성품 오차를 최소화시켜 공정 효율을 높일 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 공정 관리를 위한 동특성 해석 시스템을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 동특성 해석 및 보상 장치를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 3은 도 2의 제1 내지 제3 함수 값 추출부로부터의 함수 값을 정리해서 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 보상 함수 값을 적용한 공정에서의 입출력 결과 파형을 나타낸 도면이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

또한, 명세서에 기재된 "...부(Unit)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 여기서, "...부(Unit)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 또한, 본 발명의 프로그램에서 실행되는 각 기능은 모듈단위로 구성될 수 있고, 하나의 물리적 메모리에 기록되거나, 둘 이상의 메모리 및 기록매체 사이에 분산되어 기록될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 "실시예"라는 용어는 예시, 사례 또는 도해의 역할을 하는 것을 의미하나, 발명의 대상은 그러한 예에 의해 제한되지 않는다. 또한 "포함하는", "구비하는", "갖는" 및 다른 유사한 용어가 사용되고 있으나, 청구범위에서 사용되는 경우 임의의 추가적인 또는 다른 구성요소를 배제하지 않는 개방적인 전환어(Transition word)로서 "포함하는(Comprising)"이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적으로 사용될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예에 따른 동특성 해석 알고리즘을 이용한 동특성 해석 시스템 및 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 공정 관리를 위한 동특성 해석 시스템을 구체적으로 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 동특성 해석 알고리즘을 이용하는 동특성 해석 시스템은 반도체, 패널, 금형, 전자기기, 회로, 전기 소자 등 다양한 제품 제조 공정 관리 시스템에 적용될 수 있다.

공정 관리 시스템은 제조 공정 장치(100), 및 동특성 해석 및 보상 장치(200)를 포함한다.

제조 공정 장치(100)는 제조 제품이 로딩되는 로딩부(110), 제조 제품에 대한 미리 설정된 제조 공정을 수행하는 공정 장치(120), 제조 제품의 검수 및 결과 측정을 수행하는 언로딩부(130), 및 공정 장치(120)와 언로딩부(130)의 동작을 각각 제어하는 공정 컨트롤러(140)를 포함한다.

공정 컨트롤러(140)는 제조 제품이 로딩부(110)에 로딩된 후, 일련의 공정 장치(120)에서 미리 설정된 공정이 수행되도록 하고, 언로딩부(130)에서 검수 및 결과물 측정될 수 있도록 제어한다. 공정 컨트롤러(140)는 언로딩부(130)에서 검수 및 측정된 공정 지연시간 및 결과 측정 값을 동특성 해석 및 보상 장치(200)로 전송한다.

동특성 해석 및 보상 장치(200)는 제조 공정 장치(100)의 공정 컨트롤러(140)에 공정 시간 예측 값과 제어 값을 입력해서 로딩부(110), 공정 장치(120), 언로딩부(130), 및 공정 컨트롤러(140)의 제조, 측정 등의 동작을 제어한다.

동특성 해석 및 보상 장치(200)는 공정 장치(120)의 공정 지연시간 및 결과 측정 값에 대한 오차 값이 감소할 수 있도록 미리 설정된 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 제어 보상 값을 추출한다. 그리고, 추출된 제어 보상 값을 공정 컨트롤러(140)로 입력함으로써, 공정 장치(120)의 제조 공정시에 상기 제어 값 대신 제어 보상 값이 적용되도록 한다.

동특성 해석 및 보상 장치(200)는 제품 제조 공정 과정에서 공정 컨트롤러(140)로부터 추출되는 공정 장치(120)의 공정 지연시간 및 결과 측정 값에 따라 미리 설정된 보상 함수를 이용해서 보상 함수 값을 가변시켜 추출한다. 그리고, 가변 추출된 보상 함수 값에 따라 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 제어 보상 값을 갱신시키며, 실시간으로 갱신되는 제어 보상 값이 공정 컨트롤러(140) 및 공정 장치(120)에 적용되도록 한다.

동특성 해석 및 보상 장치(200)는 제어 보상 값 갱신에 의해 감소하는 공정 장치(120)의 공정 지연시간에 따라 공정 장치(120)의 결과 측정 값이 미리 설정된 정상 측정 값에 도달할 때까지의 과도 기간을 산출한다. 그리고, 산출된 과도 기간을 시상수로 환산해서 동특성 해석 알고리즘에 가감 연산함으로써, 공정 장치(120)의 결과 측정 값이 미리 설정된 정상 결과 값에 도달할 때까지의 과도 기간이 제어 보상 값 갱신을 위한 변수로 추가 적용되도록 한다.

동특성 해석 및 보상 장치(200)는 공정 장치(120)의 공정 시간과 공정 시간 예측 값의 차이 값(시간)을 연산해서 공정 장치(120)의 공정 지연시간 값을 추출한다. 그리고, 제어 보상 값 갱신에 따라 감소하는 공정 장치(120)의 공정 지연시간과 지연 시간 보상 값을 매개 변수로 입력해서 공정 장치(120)의 결과 측정 값이 미리 설정된 정상 측정 값에 도달할 때까지의 과도 기간을 산출할 수 있다. 이에, 산출된 과도 기간은 시간 별 시상수로 환산하거나 시간 값을 시상수로 이용해서 제어 보상 값 갱신에 이용할 수 있다.

동특성 해석 및 보상 장치(200)는 단순히 입력 값이나 예측 값 및 측정 결과 값 만을 이용해서 공정 오차에 대한 제어 보상 값을 추출하지 않고, 지연 시간 보상 값과 결과 측정 값이 정상 측정 값에 도달할 때까지의 과도 기간이 감소하도록 제어 보상 값을 갱신해서 추출 및 적용할 수 있다, 이에, 동특성 해석 및 보상 장치(200)가 다양한 제품의 제조 특성에 맞게 적용될 수 있으면서도, 정상 측정 값에 도달하도록 하는 오차 보정 효율과 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 동특성 해석 및 보상 장치(200)는 제어 보상 값 갱신에 의해 감소하는 과도 기간 즉, 시상수와 이전 단계에서 추출된 보상 함수 값, 및 이전 단계에서 추출된 제어 보상 값들을 미리 설정된 보상 함수에 적용해서 보상 함수 값을 실시간으로 갱신시킨다. 그리고, 실시간으로 갱신 및 가변되는 보상 함수 값을 동특성 해석 알고리즘에 가감 연산함으로써, 제어 보상 값 또한 실시간으로 갱신시킨다. 이에 따라, 실시간으로 갱신되는 제어 보상 값이 공정 컨트롤러(140) 및 공정 장치(120)에 적용되도록 할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 동특성 해석 및 보상 장치를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.

도 2를 참조하면, 동특성 해석 및 보상 장치(200)는 입력부(210), 지연 시간 추출부(220), 보상 시상수 추출부(230), 보상 값 추출부(240), 및 제1 내지 제8 보상 함수 값 추출부(251 ~ 258)을 포함한다.

구체적으로, 입력부(210)는 제조 공정 장치(100)의 공정 컨트롤러(140)에 공정 시간 예측 값과 제어 값을 입력해서 제조 공정 장치(100)의 제조, 측정 등의 동작을 제어한다. 아울러, 입력부(210)는 사용자나 관리자로부터 미리 설정 및 입력되는 복수의 보상 함수와 동특성 해석 알고리즘에 포함된 연산 함수, 및 매개 변수들을 저장한다. 또한 입력부(210)는 관리자로부터의 입력 값이나 예측 값, 제조 공정 장치(100)의 측정 결과 값, 결과 측정 값을 입력 받아 저장함과 아울러, 지연 시간 보상 값과 결과 측정 값 등을 저장해서 다른 구성 요소들과 공유한다.

지연 시간 추출부(220)는 하기의 수학식 1을 이용해서 공정 지연시간 값(Dead Time)을 추출할 수 있다.

[수학식 1]

Dead Time = (Result Time - Estimate Time)²

여기서, Dead Time은 공정 장치(120)의 공정 지연 시간(또는, 시간 값)이며, Result Time은 공정 장치(120)의 공정 시간(또는, 시간 값)이다. 그리고, Estimate Time는 관리자로부터 입력되는 공정 시간 예측 값이다.

구체적으로, 지연 시간 추출부(220)는 공정 장치(120)의 공정 시간(Result Time)과 공정 시간 예측 값(Estimate Time)의 차이 값(시간)을 연산하고 추가로 차승 연산(제곱 연산)해서 공정 장치(120)의 공정 지연시간 값(Dead Time)을 추출한다.

보상 시상수 추출부(230)는 제어 보상 값 갱신에 의해 감소하는 공정 장치(120)의 공정 지연시간(Dead Time)에 따라 공정 장치(120)의 제품에 대한 결과 측정 값이 미리 설정된 정상 측정 값에 도달할 때까지의 과도 기간을 산출한다. 그리고, 산출된 과도 기간을 시상수로 환산한다. 시상수는 결과 측정 값이 미리 설정된 정상 측정 값에 도달할 때까지의 과도 기간 경과 정도를 시간 상수로 실시간으로 도출해낸 값이다.

구체적으로, 보상 함수 값 및 제어 보상 값 등의 갱신에 의해, 제품에 대한 결과 측정 값이 미리 설정된 정상 측정 값에 도달할 때까지의 과도 기간이 감소될 수 있다. 이에, 실시간 추출되는 시상수로 과도 기간에서의 현상 상태를 가늠해볼 수 있게 된다.

보상 시상수 추출부(230)는 하기의 수학식 2를 이용해서 결과 측정 값이 미리 설정된 정상 측정 값에 도달할 때까지의 과도 기간 경과 정도를 시상수(Time Constant)로 도출한다.

[수학식 2]

Time Constant = Dead Time - ((Result Time - Estimate Time)²+ Gain Estimate Time

여기서, Time Constant는 실시간으로 도출되는 시상수이며, Gain Estimate Time는 관리자보부터 입력되는 지연 시간에 따른 보상 입력 시간 값이다.

구체적으로, 보상 시상수 추출부(230)는 공정 장치(120)의 현재 공정 지연 시간 값(Dead Time) 대비 공정 지연 시간 값(((Result Time - Estimate Time)²)에 보상 입력 시간 값(Gain Estimate Time)을 가감 연산한 결과 값의 차이 값을 시상수(Time Constant)로 도출한다.

보상 값 추출부(240)는 공정 시간 예측 값 대비 공정 장치(120)의 공정 지연시간(Dead Time)에 대한 오차 값과 결과 측정 값에 대한 오차 값이 감소할 수 있도록 미리 설정된 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 제어 보상 값을 추출한다.

구체적으로, 보상 값 추출부(240)는 하기의 수학식 3을 이용함으로써, 제1 내지 제8 보상 함수 값 추출부(251 ~ 258) 중 적어도 하나로부터 가변 추출되는 보상 함수 값을 동특성 해석 알고리즘에 연산하고, 제어 보상 값을 실시간으로 추출 또는 갱신시켜 출력할 수 있다.

[수학식 3]

Gain_Value = Min(PV_Actual - PV_Estimate)² + PF_Value (보상 함수 값)

여기서, PV_Actual는 실제 공정 장치(120)의 공정 제어 값이며, PV_Estimate는 관리자로부터의 예측 제어 값(최초 이후에는, 이전에 먼저 입력된 제어 보상 값)이다. 그리고, PF_Value는 제1 내지 제8 보상 함수 값 추출부(251 ~ 258) 중 적어도 하나로부터 가변 추출되는 보상 함수 값이다.

구체적으로, 보상 값 추출부(240)는 실제 공정 장치(120)의 공정 제어 값(PV_Actual) 대비 예측 제어 값(PV_Estimate)의 차이 값을 최소 자승한 결과 값에 상기 제1 내지 제8 보상 함수 값 추출부(251 ~ 258) 중 적어도 하나로부터 가변 추출되는 보상 함수 값을 선택적으로 가감 연산함으로써 제어 보상 값을 실시간으로 추출해서 출력한다.

제1 보상 함수 값 추출부(251)는 하기의 수학식 4를 이용해서 보상 함수 값(PF_Value)을 추출 또는 갱신시켜서 보상 값 추출부(240)로 공급한다.

[수학식 4]

PF_Value = Min(Dead Time - Time Constant(시상수))²

구체적으로, 제1 보상 함수 값 추출부(251)는 공정 장치(120)의 공정 지연 시간(Dead Time) 대비 보상 시상수 추출부(230)에서 추출되는 시상수(Time Constant)의 차이 값을 최소 값으로 자승 연산하여 보상 함수 값(PF_Value)을 추출해서 보상 값 추출부(240)로 공급한다.

즉, 제1 보상 함수 값 추출부(251)의 보상 함수 값(PF_Value)은 공정 지연 시간(Dead Time) 대비 시상수(Time Constant)의 차이 값을 최소 값으로 자승 연산한 결과 값이 될 수 있다.

제2 보상 함수 값 추출부(252)는 하기의 수학식 5를 이용해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시켜서 보상 값 추출부(240)로 공급할 수 있다.

[수학식 5]

PF_Value = Min(Dead Time(지연시간) - Time Constant(시상수))² + 1st Gain_Value

구체적으로, 제2 보상 함수 값 추출부(252)는 이전 제1 보상 함수 값 추출부(251)의 보상 함수 값(PF_Value)에 이전에 추출된 제어 보상 값(1st Gain_Value)을 가감해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시키고, 보상 값 추출부(240)로 공급한다.

즉, 제2 보상 함수 값 추출부(252)의 보상 함수 값(PF_Value)은 공정 지연 시간(Dead Time) 대비 시상수(Time Constant)의 차이 값을 최소 값으로 자승 연산한 값에 이전에 추출된 제어 보상 값(1st Gain_Value)을 가감한 결과 값이 될 수 있다.

제3 보상 함수 값 추출부(253)는 하기의 수학식 6을 이용해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시켜서 보상 값 추출부(240)로 공급할 수 있다.

[수학식 6]

PF_Value = Min(Dead Time(지연시간) - Time Constant(시상수))² + 2nd Gain_Value

구체적으로, 제3 보상 함수 값 추출부(253)는 이전 제2 보상 함수 값 추출부(252)의 보상 함수 값(PF_Value)에 바로 이전에 추출된 제어 보상 값(2nd Gain_Value)을 가감해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시키고, 보상 값 추출부(240)로 공급한다.

즉, 제3 보상 함수 값 추출부(253)의 보상 함수 값(PF_Value)은 공정 지연 시간(Dead Time) 대비 시상수(Time Constant)의 차이 값을 최소 값으로 자승 연산한 값에 바로 이전의 첫번째 추출된 제어 보상 값(2nd Gain_Value)을 가감한 결과 값이 될 수 있다.

도 3은 도 2의 제1 내지 제3 함수 값 추출부로부터의 함수 값을 정리해서 나타낸 도면이다.

도 2와 함께 도 3을 참조하면, 제4 보상 함수 값 추출부(254)는 하기의 수학식 7을 이용해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시켜서 보상 값 추출부(240)로 공급할 수 있다.

[수학식 7]

PF_Value = Min(Dead Time(지연시간) - Time Constant(시상수))² + Nst Gain_Value

구체적으로, 제4 보상 함수 값 추출부(254)는 이전 제2 보상 함수 값 추출부(252)의 보상 함수 값(PF_Value)에 이전에 추출되었던 복수의 제어 보상 값 중 어느 하나의 제어 보상 값(Nst Gain_Value)을 가감해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시키고, 보상 값 추출부(240)로 공급한다.

즉, 제4 보상 함수 값 추출부(254)의 보상 함수 값(PF_Value)은 공정 지연 시간(Dead Time) 대비 시상수(Time Constant)의 차이 값을 최소 값으로 자승 연산한 값에 이전에 추출되었던 복수의 제어 보상 값 중 어느 하나의 제어 보상 값(Nst Gain_Value)을 가감한 결과 값이 될 수 있다.

제5 보상 함수 값 추출부(255)는 하기의 수학식 8을 이용해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시켜서 보상 값 추출부(240)로 공급할 수 있다.

[수학식 8]

PF_Value = Min(Dead Time(지연시간) - Time Constant(시상수))² + (Nst Gain_Value/N)

구체적으로, 제5 보상 함수 값 추출부(255)는 이전 제2 보상 함수 값 추출부(252)의 보상 함수 값(PF_Value)에 이전에 추출되었던 복수의 제어 보상 값에 대한 평균 값(Nst Gain_Value/N)을 가감해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시키고, 보상 값 추출부(240)로 공급한다.

즉, 제5 보상 함수 값 추출부(255)의 보상 함수 값(PF_Value)은 공정 지연 시간(Dead Time) 대비 시상수(Time Constant)의 차이 값을 최소 값으로 자승 연산한 값에 이전에 추출되었던 복수의 제어 보상 값에 대한 평균 값(Nst Gain_Value/N)을 가감한 결과 값이 될 수 있다.

제6 보상 함수 값 추출부(256)는 하기의 수학식 9를 이용해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시켜서 보상 값 추출부(240)로 공급할 수 있다.

[수학식 9]

PF_Value = Min(Dead Time×CF_Value - Time Constant)²,

여기서, CF_Value(통계치) = Nth PF_Value/N

구체적으로, 제6 보상 함수 값 추출부(256)는

공정 장치(120)의 공정 지연 시간(Dead Time)과 복수의 제어 보상 값에 대한 평균 값(Nth PF_Value/N)을 곱셈 연산한 값 대비 시상수의 차이 값을 최소 자승 연산한 결과 값으로 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시키고, 보상 값 추출부(240)로 공급한다.

즉, 제6 보상 함수 값 추출부(256)의 보상 함수 값(PF_Value)은 공정 지연 시간(Dead Time)과 복수의 제어 보상 값에 대한 평균 값(Nth PF_Value/N)을 곱셈 연산한 값 대비 시상수(Time Constant)의 차이 값을 최소 자승 연산한 결과 값이 될 수 있다.

제7 보상 함수 값 추출부(257)는 하기의 수학식 10을 이용해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시켜서 보상 값 추출부(240)로 공급할 수 있다.

[수학식 10]

PF_Value = Min(Dead Time×CF_Value - Time Constant(시상수))² + (Nst Gain_Value/N)

여기서, CF_Value(통계치) = Nth PF_Value/N

구체적으로, 제7 보상 함수 값 추출부(257)는 이전 제6 보상 함수 추출부(256)에서 추출된 보상 함수 값(PF_Value)에 복수의 제어 보상 값에 대한 평균 값(Nth PF_Value/N)을 가감한 결과 값으로 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시키고, 보상 값 추출부(240)로 공급한다.

즉, 제7 보상 함수 값 추출부(257)의 보상 함수 값(PF_Value)은 공정 지연 시간(Dead Time)과 복수의 제어 보상 값에 대한 평균 값(Nth PF_Value/N)을 곱셈 연산한 값 대비 시상수(Time Constant)의 차이 값을 최소 자승 연산한 후, 최소 자승된 결과 값에 복수의 제어 보상 값에 대한 평균 값(Nth PF_Value/N)을 가감해서 추출된 값이 될 수 있다.

제8 보상 함수 값 추출부(258)는 하기의 수학식 11을 이용해서 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시켜서 보상 값 추출부(240)로 공급할 수 있다.

[수학식 11]

PF_Value = Min(PV_Actual - PV_Estimate)² + (Dead Time×Ratio - 1st Time Constant)²

여기서, Ratio = 시상수의 평균 통계 값(예를 들어, 0.7 ~ 2.5)

구체적으로, 제8 보상 함수 값 추출부(258)는 공정 장치(120)의 공정 제어 값(PV_Actual) 대비 예측 제어 값(PV_Estimate)의 차이 값을 최소 자승한 결과 값으로부터, 공정 지연 시간(Dead Time)과 시상수의 평균 통계 값을 곱셈 연산한 값 대비 첫번째 추출된 시상수(1st Time Constant)의 차이 값을 최소 자승한 결과 값을 차감한 최종 값으로 보상 함수 값(PF_Value)을 갱신시키고, 보상 값 추출부(240)로 공급한다.

즉, 제8 보상 함수 값 추출부(258)의 보상 함수 값(PF_Value)은 공정 제어 값(PV_Actual) 대비 예측 제어 값(PV_Estimate)의 차이 값을 최소 자승한 결과 값으로부터, 공정 지연 시간(Dead Time)과 시상수의 평균 통계 값을 곱셈 연산한 값 대비 첫번째 추출된 시상수(1st Time Constant)의 차이 값을 최소 자승한 결과 값을 차감한 최종 값이 될 수 있다.

도 4는 도 3의 보상 함수 값을 적용한 공정에서의 입출력 결과 파형을 나타낸 도면이다.

도 4로 도시된 바와 같이, 동특성 해석 및 보상 장치(200)는 공정 장치(120)의 공정 지연시간 및 결과 측정 값에 대한 오차 값이 감소할 수 있도록 제어 보상 값을 추출해서 공정 컨트롤러(140)로 입력함으로써, 공정 장치(120)의 제조 공정시에 제어 값 대신 제어 보상 값이 적용되도록 한다. 이에, 공정 컨트롤러(140)로부터 보정되어 공정 장치(120)로 입력되는 입력 제어 신호(in_sp) 대비 공정 장치(120)에서 출력되는 출력 제어 신호(Out_sp)의 오차가 최소화될 수 있다.

전술한 바와 같이, 동특성 해석 시스템 및 방법은 보다 다양한 매개 변수들을 적용 및 감안할 수 있는 동특성 해석 알고리즘과 그 동특성 해석 알고리즘을 이용함으로써, 일부 제품 제조 환경에 국한되지 않고 보다 다양한 제품들의 제조 환경에 맞게 적용할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

100: 제조 공정 장치
200: 동특성 해석 및 보상 장치
210: 입력부
220: 지연 시간 추출부
230: 보상 시상수 추출부
240: 보상 값 추출부
251 ~ 258: 제1 내지 제8 보상 함수 값 추출부

Claims

제조 제품에 대한 미리 설정된 제조 공정을 수행하는 공정 장치와 상기 제조 제품의 검수 및 결과 측정을 수행하는 언로딩부, 및 상기 공정 장치와 상기 언로딩부의 동작을 각각 제어하는 공정 컨트롤러를 포함하는 제조 공정 장치, 및
상기 제조 공정 장치에 공정 시간 예측 값과 제어 값을 입력해서 상기 제조 공정 장치를 제어하고, 상기 제조 제품에 대한 공정 지연시간과 결과 측정 값에 따라 공정 지연 시간과 상기 제어 값에 대한 오차 값이 감소할 수 있도록, 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 제어 보상 값을 추출 및 추가 적용하는 동특성 해석 및 보상 장치를 포함하되,
상기 동특성 해석 및 보상 장치는
제품 제조 공정 과정에서 상기 공정 컨트롤러를 통해 입력되는 상기 공정 지연시간 및 상기 결과 측정 값에 따라 미리 설정된 제1 보상 함수를 이용해서 보상 함수 값을 가변시켜 추출하고,
가변 추출되는 상기 보상 함수 값을 상기 동특성 해석 알고리즘에 적용해서 상기 제어 보상 값을 갱신시키며, 갱신되는 상기 제어 보상 값이 상기 공정 컨트롤러 및 공정 장치에 적용되도록 전송하는 동특성 해석 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 동특성 해석 및 보상 장치는
상기 제어 보상 값 갱신에 의해 감소하는 상기 공정 장치의 공정 지연시간에 따라 상기 공정 장치의 결과 측정 값이 미리 설정된 정상 측정 값에 도달할 때까지의 과도 기간을 산출하는 동특성 해석 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 동특성 해석 및 보상 장치는
상기 공정 장치의 공정 시간과 공정 시간 예측 값의 차이 값을 연산해서 상기 공정 장치의 공정 지연시간 값을 추출하고,
상기 제어 보상 값 갱신에 의해 감소하는 상기 공정 장치의 공정 지연시간과 지연 시간 보상 값을 미리 설정된 제2 보상 함수에 매개 변수로 입력함으로써, 상기 공정 장치의 결과 측정 값이 미리 설정된 정상 측정 값에 도달할 때까지의 과도 기간을 산출하는 동특성 해석 시스템.
제3 또는 제 4 항에 있어서,
상기 동특성 해석 및 보상 장치는
상기 산출된 상기 과도 기간을 시상수로 환산해서 상기 동특성 해석 알고리즘에 가감 연산함으로써, 상기 과도 기간이 상기 제어 보상 값 갱신을 위한 변수로 추가 적용되도록 하는 동특성 해석 시스템.
제조 공정 장치에서 제조 제품에 대한 미리 설정된 제조 공정을 수행하는 단계;
공정 컨트롤러의 제어에 따라 상기 제조 제품의 검수 및 결과 측정을 수행하는 단계;
상기 제조 공정 장치에 공정 시간 예측 값과 제어 값을 입력해서 상기 제조 공정 장치의 동작을 제어하는 단계; 및
상기 제조 제품에 대한 공정 지연시간과 결과 측정 값에 따라 공정 지연 시간과 상기 제어 값에 대한 오차 값이 감소할 수 있도록, 동특성 해석 알고리즘을 이용해서 제어 보상 값을 추출 및 추가 적용하는 단계를 포함하되,
상기 제어 보상 값을 추출 및 추가 적용하는 단계는
제품 제조 공정 과정에서 상기 공정 컨트롤러를 통해 입력되는 상기 공정 지연시간 및 상기 결과 측정 값에 따라 미리 설정된 제1 보상 함수를 이용해서 보상 함수 값을 가변시켜 추출하는 단계;
가변 추출되는 상기 보상 함수 값을 상기 동특성 해석 알고리즘에 적용해서 상기 제어 보상 값을 갱신시키는 단계; 및
갱신되는 상기 제어 보상 값이 상기 공정 컨트롤러 및 공정 장치에 적용되도록 전송하는 단계를 포함하는 동특성 해석 및 보상 장치의 동특성 해석 방법.
삭제
제 6 항에 있어서,
상기 제어 보상 값을 추출 및 추가 적용하는 단계는
상기 제어 보상 값 갱신에 의해 감소하는 과도 기간, 이전 단계에서 추출된 보상 함수 값, 및 이전 단계에서 추출된 제어 보상 값들을 미리 설정된 제3 보상 함수에 적용해서 상기 보상 함수 값을 실시간으로 갱신시키는 단계; 및
실시간으로 갱신 및 가변되는 상기 보상 함수 값에 따라 상기 제어 보상 값을 실시간으로 갱신시키며, 실시간으로 갱신되는 상기 제어 보상 값이 상기 공정 컨트롤러 및 공정 장치에 적용되도록 하는 단계를 포함하는 동특성 해석 및 보상 장치의 동특성 해석 방법.