KR20060027980A - 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템 및 방법과그 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로읽을 수 있는 기록매체 - Google Patents

반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템 및 방법과그 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로읽을 수 있는 기록매체 Download PDF

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    • G05B2219/31202—Semiconductor equipment communication standard SECS

Abstract

본 발명은 반도체 제조 설비의 비정형 데이터를 수집하는 시스템 및 방법과 그 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 비정형 데이터 수집 시스템은 제조 장비와 호스트 및 분석 시스템에 결합된 데이터 수집 서버를 통해 제조 장비의 비정형 데이터를 수집한다. 여기서, 데이터 수집 서버는 필요한 비정형 데이터의 상태 식별자를 자체적으로 할당하고, 호스트 및 분석 시스템으로부터 데이터 요청 메시지를 수신하고, 데이터 요청 메시지에 포함된 상태 식별자 및 수집 이벤트 식별자가 제조 장비에 정의되어 있는지를 식별하고, 제조 장비에서 지원하지 않는 정보를 비정형 데이터 요청 메시지로 해석하고, 정형 데이터 요청 메시지를 제조 장비에 전달하고, 비정형 데이터 요청 메시지를 제조 장비에 연결된 비정형 데이터 검출부에 전달하고, 비정형 데이터 검출부로부터 비정형 데이터를 수집하고, 제조 장비로부터 제1 정형 데이터를 수신할 때 수집된 비정형 데이터를 정형 데이터와 동기화된 비정형 데이터로 처리하는 것을 특징으로 한다.
반도체 제조 설비, SECS, Non-SECS, 데이터 수집, 동기화

Description

반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템 및 방법과 그 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체{System and method for collecting non-SECS data of semiconductor manufacturing equipment, and computer readable recording medium having program to perform the method}
도 1은 종래의 일반적인 반도체 제조 설비에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2는 종래의 서버 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에 대한 개략적인 구성도이다.
도 3은 종래의 에이전트 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에 대한 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 데이터 수집 시스템에 대한 개략적인 구성도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시한 데이터 수집 시스템의 데이터 동기화 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시한 데이터 수집 시스템의 데이터 수집 서버를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시한 데이터 수집 서버의 모듈 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 시스템의 신호 흐름을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법을 나타낸 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법에 채용 가능한 서버 바이패싱 방법을 나타낸 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
410: 제조 장비 420: 데이터 수집 서버
430: 호스트 440: 분석 시스템
본 발명은 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반도체 제조 설비의 운용에 실질적으로 부하를 증가시키지 않고 신뢰성 있는 데이터를 효과적으로 수집할 수 있는 반도체 제조 설비의 효율적인 운용을 위한 데이터 수집 시스템 및 방법과 그 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
최근, 반도체 산업에서 대부분의 제조 설비는 온라인화되어 자동으로 운용되고 있다. 종래의 반도체 제조 설비의 기본적인 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 반도체 제조 설비는 기본적으로 제조 장비(equipment, 110) 및 호스트(Host, 120)를 구비한다.
제조 장비(110)는 소정의 반도체 공정을 수행하는 공정처리(process) 장비와, 전력, 가스, 라인 상태 등을 측정하는 측정 장비, 그리고 반도체 제조 라인 상에서 후속 공정으로 웨이퍼 등을 운반하는 이송 장비 등의 장비를 포함한다.
호스트(120)는 제조 장비(110)에 연결되는 호스트 컴퓨터를 나타낸다. 또한, 호스트(120)는 반도체 제조 설비 내에서 제조 장비(110)가 소정의 반도체 공정을 수행할 수 있도록 제조 장비(110)를 제어한다. 또한, 호스트(120)는 제조 장비(110)가 공정을 수행하는 데 필요한 방대한 공정 데이터를 저장하고 있는 데이터베이스(미도시)에 연결된다.
상술한 제조 장비(110)와 호스트(120)는 SECS(SEMI Equipment Communicaiton Standard) 표준안에 따라 상호 정보를 교환한다.
근래에 들어서는, 제조 측면에서의 생산성 향상을 위하여 제조 장비들로부터 각종 정보를 수집하고 분석하는 시스템의 도입이 필요하게 되었다. 특히 장비에서 제공하는 않는 임의의 비정형 데이터 수집에 대한 수요도 증가하게 되었다. 종래의 반도체 제조 설비의 또 다른 구성에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 종래의 서버 데이터 동기형의 반도에 제조 설비에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 종래의 반도체 제조 설비는 제조 장비(210), 호스 트(220), 변환 장치(230) 및 분석 시스템(240)을 구비한다. 이러한 반도체 제조 설비는 호스트(220) 측에서 데이터 동기화를 수행하므로 서버 데이터 동기형(EAP Data-Sync Type)이라 한다.
분석 시스템(240)은 호스트(220)에 연결되며, 호스트(220)를 통해 제조 장비(210) 등의 상태에 대한 데이터를 수집한다. 분석 시스템(240)이 수집하는 데이터는 그 형태에 따라 SECS 표준 형식을 따르는 SECS 데이터(이하, "정형 데이터"라 한다)와 특정 형식 없이 임의로 얻어지는 Non-SECS 데이터(이하, "비정형 데이터"라 한다)로 나눌 수 있다.
여기서, 동기화란 분석 시스템이 데이터를 요청한 시점에서 최대한 빠른 시간 내에 필요한 데이터를 모두 수집하는 실시간성과 이때 얻어진 정형 및 비정형 데이터가 시간선상에서 동일한 시점에 있도록 그 순서를 맞추어 주는 과정, 그리고 수집된 데이터를 분석 시스템으로 전송할 때, 정형 데이터 및 비정형 데이터가 통일된 정형 메시지 형식으로 처리될 수 있도록 가공하는 과정을 의미한다.
종래의 서버 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에서, 호스트(220)는 제조 장비(210)로부터 정형 데이터를 수집하고, 변환 장치로부터 비정형 데이터를 수집하여 동기화한 후 분석 시스템(240)으로 데이터를 전송한다. 변환 장치는 제조 장비(210) 또는 호스트(220)와는 다른 별도의 시스템으로서, 여러 가지 방법으로 수집된 비정형 데이터를 호스트가 인식할 수 있는 소정 형식의 데이터로 변환하여 호스트(220)에 전달하는 장치를 나타낸다.
그러나 종래의 서버 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에서는 데이터의 동기 화를 위하여 호스트(220)에 데이터 또는 이벤트(Data/Event)를 동기화시켜주는 기능을 추가로 설치하여야 한다. 따라서 종래의 서버 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에서는, 호스트 시스템에 부하가 증가하며, 시스템 안정성에 부정적 영향을 줄 수 있다.
또한, 종래의 서버 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에서는 호스트(220)로 모든 데이터가 수집되므로 호스트(220) 측의 네트워크 부하가 증가한다. 이 때 발생되는 부하 역시 시스템의 안정성을 저해할 수 있으며, 이로 인하여 제조 프로세스가 정상적으로 작동하지 못할 우려가 있다. 따라서 종래의 서버 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에서는, 반도체 제조 설비가 중단되어 심각한 손실이 발생할 수 있다.
또한, 종래의 서버 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에서는 먼저 비정형 데이트를 호스트가 인식할 수 있는 소정 형식의 데이터로 변환한 후 네트워크로 전송하고, 그 후에 데이터 또는 이벤트 동기화를 거치게 되므로, 이 때 발생되는 시간적 지연 때문에 비정형 데이터의 신뢰도가 매우 낮다는 문제점이 있다.
도 3은 종래의 에이전트 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에 대한 개략적인 구성도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 종래의 또 다른 구성의 반도체 제조 설비는 제조 장비(310), 호스트(320), 에이전트(Agent; 330) 및 분석 시스템(340)을 구비한다. 이러한 반도체 제조 설비는 에이전트(330) 측에서 데이터 동기화를 수행하므로 에 이전트 데이터 동기형(Agent Data-Sync Type)이라 한다.
종래의 에이전트 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에는 호스트(320)와는 별도로 에이전트(330)가 설치된다. 에이전트(330)는 정형 데이터 및 비정형 데이터를 수집하고, 데이터 동기화를 수행하며, 분석 시스템(340)으로 데이터를 전송한다.
그러나 종래의 에이전트 데이터 동기형의 반도체 제조 설비에서는, 호스트(320) 측의 시스템 부하를 줄이기 위하여 에이전트(330)를 사용하고 있지만, 호스트(320) 측의 네트워크 부하는 여전히 남아 있으며, 데이터 동기화 측면에 있어서도 정형 데이터가 제조 장비(310)로부터 호스트(320)로 전송된 후에 다시 에이전트(330)로 전송되어 오기 때문에 상술한 종래의 서버 데이터 동기형의 반도체 제조 설비의 구성보다 더욱 취약하다고 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 정형 데이터의 경우는 이미 표준안을 따르고 있으므로 정형 데이터를 수집하고 분석하는 데는 크게 문제될 것이 없다. 그러나 비정형 데이터의 경우에는 호환성을 위해 정형 데이터로 변환할 필요가 있으므로, 비정형 데이터와 정형 데이터 간의 동기화는 중요한 문제가 된다.
특히, 정형 데이터는 제조 장비가 발생시켜 네트워크를 경유하여 전달되므로 그 발생시점을 정확히 알 수 없다. 따라서 정형 데이터와 비정형 데이터를 같은 시간선상에 위치시키는 것은 매우 어렵다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 고려하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적 은 반도체 제조 설비의 운용에 실질적으로 부하를 증가시키지 않으면서 실시간으로 동기화되어 매우 신뢰성 있는 정형 및 비정형 데이터를 수집하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 위 목적에 따라 구현된 프로그램을 단독 제품 형태로 제공하는 것이다.
상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 제조 장비와 호스트 및 분석 시스템에 결합된 데이터 수집 서버를 통해 상기 제조 장비의 비정형 데이터를 수집하는 비정형 데이터 수집 시스템에 있어서, 메모리에 저장되어 있는 프로그램, 상기 메모리에 결합되어 상기 프로그램을 수행하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 프로그램에 의해, 상기 제조 장비의 분석에 필요한 비정형 데이터의 상태 식별자를 할당하고, 상기 호스트 및 상기 분석 시스템 중 적어도 어느 하나로부터 데이터 요청 메시지를 수신하고, 상기 데이터 요청 메시지를 메모리에 저장하고, 상기 데이터 요청 메시지에 포함된 상태 식별자 및 수집 이벤트 식별자가 상기 제조 장비에 정의되어 있는지를 식별하고, 상기 제조 장비에서 지원하지 않는 정보를 비정형 데이터 요청 메시지로 해석하고, 상기 데이터 요청 메시지 중 정형 데이터 요청 메시지를 상기 제조 장비에 전달하고, 상기 비정형 데이터 요청 메시지를 상기 제조 장비에 연결된 비정형 데이터 검출부에 전달하고, 상기 비정형 데이터 검출부로부터 비정형 데이터를 수집하고, 상기 반도체 장비로 부터 제1 정형 데이터를 수신하고, 상기 비정형 데이터를 제2 정형 데이터로 변환하고, 상기 제1 정형 데이터 및 상기 제2 정형 데이터를 동기화하여 상기 호스트 및 상기 분석 시스템 중 적어도 어느 하나로 전송하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템이 제공된다.
상술한 용어, "정형 데이터"와 "제1 정형 데이터"는 SECS 표준 형식을 따르는 데이터를 포함하며, "비정형 데이터"는 특정 형식 없이 임의로 얻어지는 데이터로서 본 발명에서는 제조 장비가 제공하지 않는 정보를 센서나 프로그램 로직 컨트롤러(PLC) 등으로의 직접 접근 등과 같은 다양한 수단으로 얻어지는 정보를 포함한다. 또한, 상술한 용어,"제2 정형 데이터"는 비정형 데이터를 호스트 등이 인식할 수 있는 소정 형식의 데이터 또는 정형 데이터로 변환한 데이터를 포함한다.
바람직하게, 상기 데이터 수집 서버는 상기 비정형 데이터 검출부로부터 상기 비정형 데이터를 주기적으로 수집하고, 상기 제1 정형 데이터의 도착 시점에서 상기 수집된 비정형 데이터의 최대값, 최소값 및 평균값을 계산하며, 상기 계산된 값을 상기 제1 정형 데이터에 동기화된 상기 비정형 데이터로 처리한다. 여기서, 상기 데이터 수집 서버는 시작 이벤트와 종료 이벤트 사이에서 일정한 시간 간격으로 상기 비정형 데이터를 샘플링하여 수집한다. 다른 한편으로, 상기 데이터 수집 서버는 일정한 시간 간격으로 상기 비정형 데이터를 샘플링하면서 일정한 시간 간격으로 수집되어 있는 상기 비정형 데이터를 업데이트하여 비정형 데이터를 수집한다.
또한, 상기 데이터 수집 서버는 상기 비정형 데이터 검출부를 통해 상기 비 정형 데이터를 강제적으로 수집한다. 여기서, 비정형 데이터 검출부는 상기 제조 장비의 상태 변수를 감지하는 수단 및 상기 제조 장비 내의 메모리에 저장되어 있는 상태 변수를 가져오는 수단을 포함한다.
또한, 상기 데이터 수집 서버는 송수신 모듈, 정형 데이터 수집 모듈, 비정형 데이터 수집 모듈 및 데이터 변환 모듈을 포함한다. 또한, 상기 데이터 수집 서버는 수집된 정형 및/또는 비정형 데이터를 부분적으로 선택하여 호스트 및/또는 분석 시스템에 전송하는 필터링 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 데이터 수집 서버는 상기 제조 장비와 상기 호스트 간의 통신을 직접 연결하는 통신 전환 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제조 장비와 호스트 및 분석 시스템에 결합된 데이터 수집 서버에서 비정형 데이터를 수집하는 방법에 있어서, 상기 제조 장비의 분석에 필요한 비정형 데이터의 상태 식별자를 할당하는 단계, 상기 호스트 및 상기 분석 시스템 중 적어도 어느 하나로부터 데이터 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 데이터 요청 메시지를 메모리에 저장하는 단계, 상기 데이터 요청 메시지에 포함된 상태 식별자 및 수집 이벤트 식별자가 상기 제조 장비에 정의되어 있는지를 식별하는 단계, 상기 제조 장비에서 지원하지 않는 정보를 비정형 데이터 요청 메시지로 해석하는 단계, 상기 데이터 요청 메시지 중 정형 데이터 요청 메시지를 상기 제조 장비에 전달하는 단계, 상기 비정형 데이터 요청 메시지를 상기 제조 장비에 연결되어 있는 비정형 데이터 검출부에 전송하는 단계, 상기 비정형 데이터 검출부를 통해 비정형 데이터를 수집하는 단계, 상기 반도체 장비로부터 제1 정형 데이터를 수신하는 단계, 상기 비정형 데이터를 제2 정형 데이터로 변환하는 단계, 상기 제1 정형 데이터 및 상기 제2 정형 데이터를 동기화하여 상기 호스트 및 상기 분석 시스템 중 적어도 어느 하나로 전송하는 단계를 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 비정형 데이터를 수신하는 단계는, 상기 제조 장비에 연결된 비정형 데이터 검출부로부터 상기 비정형 데이터를 주기적으로 수집하는 단계와, 상기 제1 정형 데이터의 도착 시점에서 상기 수집된 비정형 데이터의 최대값, 최소값 및 평균값을 각각 계산하는 단계, 및 상기 계산된 값을 상기 제1 정형 데이터에 동기화된 상기 비정형 데이터로 처리하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 비정형 데이터를 주기적으로 수집하는 단계는, 시작 이벤트와 종료 이벤트 사이에서 일정한 시간 간격으로 상기 비정형 데이터를 샘플링하는 단계를 포함한다. 다른 한편으로, 상기 비정형 데이터를 주기적으로 수집하는 단계는, 소정의 시간 간격으로 상기 비정형 데이터를 샘플링하면서 일정한 시간 간격으로 수집되어 있는 상기 비정형 데이터를 업데이트하는 단계를 포함한다.
또한, 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법은 상기 데이터 요청 메시지에서 상기 제조 장비에서 지원하지 않는 상기 정보를 삭제한 후 상기 제조 장비에 상기 정형 데이터 요청 메시지를 전달하는 단계를 더 포함한다.
또한, 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법은 상기 제조 장비로부터 부정 응답 메시지를 수신하면 수행 중인 작업을 취소하는 단계를 더 포함한다.
또한, 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법은 상기 메모리에 저장해 둔 정보를 참조하여 상기 데이터 요청 메시지를 복원시키는 단계, 및 상기 수집된 제1 정형 데이터 및 상기 수집된 제2 정형 데이터(비정형 데이터)를 조합하여 회신 메시지를 형성하는 단계를 더 포함한다.
또한, 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법은 상기 데이터 수집 서버가 오동작을 하거나 안정적이지 못할 때, 상기 제조 장비와 상기 호스트 간의 통신을 직접 연결하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제조 장비 및/또는 호스트에서 비정형 데이터를 수집하는 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서, 상기 제조 장비의 분석에 필요한 비정형 데이터의 상태 식별자를 할당하고, 상기 호스트 및 분석 시스템 중 적어도 어느 하나로부터 데이터 요청 메시지를 수신하고, 상기 데이터 요청 메시지를 메모리에 저장하고, 상기 데이터 요청 메시지에 포함된 상태 식별자 및 수집 이벤트 식별자가 상기 제조 장비에 정의되어 있는지를 식별하고, 상기 데이터 요청 메시지에서 상기 제조 장비에서 지원하지 않는 정보를 삭제한 후 상기 제조 장비에 정형 데이터 요청 메시지를 전달하고, 상기 제조 장비에서 지원하지 않는 정보를 비정형 데이터 요청 메시지로 해석하고, 상기 비정형 데이터 요청 메시지를 상기 제조 장비에 연결된 비정형 데이터 검출부에 전달하고, 상기 비정형 데이터 검출부에서 비정형 데이터를 수집하고, 상기 반도체 장비로부터 제1 정형 데이터를 수신하고, 상기 제1 정형 데이터의 도착 시점에서 상기 수집된 비정형 데이터를 상기 제1 정형 데이터에 동기화된 비정형 데이터로 인식하고, 상기 인식된 비정형 데이터를 제2 정형 데이터로 변환하 고, 상기 제1 정형 데이터 및 상기 제2 정형 데이터를 동기화하여 호스트 또는 분석 시스템으로 전송하는 일련의 과정을 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공된다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 요소를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 데이터 수집 시스템을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 반도체 제조 설비의 데이터 수집 시스템은 반도체 제조 설비의 운용에 부하를 증가시키지 않고 정형 데이터와 비정형 데이터를 수집하여 분석 시스템에 전송한다. 이를 위해, 데이터 수집 시스템은 제조 장비(410), 데이터 수집 서버(420), 호스트(430) 및 분석 시스템(440)을 포함한다.
제조 장비(410)는 소정의 반도체 공정을 수행한다. 예를 들면, 반도체 공정은 클리닝 공정, 열 공정, 사진 공정, 패키징 공정, 검사 및 분석 공정 등을 포함한다. 따라서 제조 장비(410)는 클리닝 장비, 증착 장비, 열처리 장비, 노광 장비, 패키징 장비, 검사 및 분석 장비 등의 장비를 포함한다. 또한, 제조 장비(410)는 반도체 공정을 수행하면서 SECS 형식에 따른 정형 데이터를 데이터 수집 서버(420)에 제공한다. 또한, 제조 장비(410)는 SECS 형식에 따르지 않는 비정형 데이터를 데이터 수집 서버(420)에 제공하는 비정형 데이터 검출부(미도시)에 연결된다.
여기서, 비정형 데이터 검출부는 제조 장비(410)의 비정형 데이터를 계측하거나 제조 장비(410)의 메모리에 저장된 비정형 데이터를 가져오는 수단을 포함한다. 예를 들면, 비정형 데이터 검출부는 온도, 압력, 시간 등을 측정하는 계측기나 센서 등의 장치를 포함한다. 이처럼, 비정형 데이터 검출부는 기본적으로 제조 장비가 직접 제공하지 않는 비정형 데이터를 센서나 프로그램 로직 컨트롤러(PLC) 등의 직접 접근 등과 같은 다양한 방법으로 검출한다.
또한, 제조 장비(410)는 호스트(430)로부터의 데이터 요청 메시지에 응답한다. 또한, 제조 장비(410)는 SECS에 따른 정형 테이터를 계측한다. 그리고, 계측된 정형 데이터를 데이터 수집 서버(420)에 전달한다. 이를 위해, 제조 장비(410)는 프로그램 로직 컨트롤러(programmable logic controller, PLC, 미도시)와 계측 수단(미도시) 및 통신 수단(미도시)을 구비할 수 있다.
프로그램 로직 컨트롤러(PLC)는 제조 장비(410)의 자동 제어 및 감시에 사용되는 장치이다. 이러한 컨트롤러는 통신 수단 및 계측 수단을 제어하며, 데이터 수집 서버(420)로부터 전달되는 메시지에 응답하여 계측된 데이터를 데이터 수집 서버(420)에 제공한다. 여기서, 계측 수단은 제조 장비(410)에 설치되어 온도, 압력 등의 정형 데이터를 계측하는 장치를 나타낸다. 통신 수단은 예를 들어 SECS-1 프 로토콜에 기반을 두고 RS-232C 방식이 채용된 제조 장비(410)와 데이터 수집 서버(420)가 RS-232C 케이블이나 랜(LAN) 등을 통해 연결되는 것을 나타낸다.
데이터 수집 서버(420)는 TCP/IP 등의 통신 방식으로 호스트(430) 및/또는 분석 시스템(440)으로부터 데이터 요청 메시지를 수신한다. 이때, 데이터 수집 서버(420)가 호스트(430)로부터 수신하는 메시지는 대부분 생산에 직접 필요한 정보에 대한 요청 메시지들을 포함한다. 그리고 데이터 수집 서버(420)가 분석 시스템(440)으로부터 수신하는 메시지는 대부분 생산 효율을 높이기 위한 분석에 필요한 정보를 요청하는 메시지들을 포함한다.
또한, 데이터 수집 서버(420)는 제조 장비(410)와 통신하면서 정형 데이터를 수집하고, 제조 장비(410)에 연결된 비정형 데이터 검출부와 통신하면서 비정형 데이터를 수집한다. 그리고, 데이터 수집 서버(420)는 호스트(430) 및 분석 시스템(440)의 요청을 수용하여 이들 각각에 필요한 데이터를 전송한다. 이때, 데이터 수집 서버(420)는 필터링 기능을 통해 수집된 정형 데이터 및 비정형 데이터에 임의의 메시지를 추가하거나 제거하여 호스트(430) 및 분석 시스템(440)에 전송할 수 있다.
호스트(430)는 제조 장비(410)가 반도체 공정을 수행할 수 있도록 제조 장비(410)를 제어한다. 이때, 호스트(430)는 SECS 표준안에 따라 제조 장비(410)와 상호 정보를 교환한다. 본 실시예에서, 호스트(430)는 실질적으로 비정형 데이터를 수집하지 않으며, 따라서 정형 데이터와 비정형 데이터의 동기화를 위한 기능을 포함하지 않는다.
또한, 호스트(430)는 제조 장비(410)가 반도체 제조 공정을 수행하는 데 필요한 방대한 공정 데이터가 저장되어 있는 데이터베이스에 연결된다. 여기서, 호스트(430)는 적어도 하나의 반도체 제조 장비(410)를 운용하기 위하여 제조 장비(410)에 연결되는 호스트 장치 또는 호스트 컴퓨터로 구현될 수 있다.
분석 시스템(440)은 제조 장비(410)의 상태 및 제조 장비(410)에서 계측된 각종 데이터를 데이터 수집 서버(420)로부터 수신한다.
상술한 데이터 수집 시스템은 종래의 장비 서버 데이터 동기형 시스템이나 에이전트 데이터 동기형 시스템과 비교할 때, 인터 데이터 동기형 시스템(Inter Data-Sync Type system)이라 말할 수 있다.
한편, 데이터 수집 시스템은 유저 인터페이스(user interface), 오퍼레이터 인터페이스(operator interface) 등을 더 포함할 수 있다. 여기서, 유저 인터페이스는 작업자 또는 분석자가 공정에 필요한 데이터 및 설비 이상 원인을 분석하기 위한 컴퓨터 장치를 포함한다. 오퍼레이터 인터페이스는 작업자가 호스트의 데이터베이스에 저장된 공정 데이터를 확인하고 반도체 공정을 진행시키기 위한 컴퓨터 장치를 포함한다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 구성에 의하면, 반도체 제조 설비의 상태를 모니터링하며 필요한 정형 및 비정형 데이터를 수집할 때, 반도체 제조 설비의 네트워크 상에 실질적으로 부하가 증가되지 않는다. 따라서, 반도체 제조 설비는 안정적으로 유지 및 운용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 정형 데이터를 수집할 뿐만 아니라 수집되는 정형 데 이터와 실시간으로 동기화되어 수집되는 비정형 데이터도 함께 수집하는 시스템을 제공한다. 다시 말해서, 반도체 제조 설비의 효율적 운용을 위하여 분석 시스템을 도입하는 경우, 본 발명에 따른 데이터 수집 시스템은 기존의 반도체 제조 설비 운영에 부하를 증가시키지 않으면서 실시간으로 동기화되어 매우 신뢰성 있는 정형 및 비정형 데이터를 효과적으로 수집할 수 있다.
이하에서는 데이터 수집 서버의 동기화 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시한 데이터 수집 시스템의 데이터 동기화 방법을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 시스템은 일정한 시간 간격 내에서 일정한 간격으로 비정형 데이터를 샘플링하여 수집한다. 구체적으로, 데이터 수집 서버는 시작 이벤트의 시점(T1)으로부터 종료 이벤트의 시점(T2)의 시간 동안에 일정한 시간 간격으로 제조 장비에 연결되어 있는 비정형 데이터 검출부에 질의(Q1 내지 Q5)를 하여 비정형 데이터를 샘플링한다. 그리고, 데이터 수집 서버는 제조 장비로부터 정형 데이터가 수신될 때, 샘플링된 비정형 데이터에 대한 최대값, 최소값 및 평균값을 계산하고, 그것들은 수신한 정형 데이터와 동기화된 비정형 데이터로 처리하며, 정형 데이터와 비정형 데이터를 함께 분석 시스템에 전송한다.
다음으로, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 시스템은 소정의 시간 간격으로 비정형 데이터를 샘플링하면서 일정한 시간 간격으로 샘플링된 데이터를 업데이트하여 비정형 데이터를 수집한다. 구체적으로, 데이터 수집 서버는 일정한 시간 간격으로 제조 장비에 연결되어 있는 비정형 데이터 검출부에 질의(Q1 내지 Q7)를 하여 비정형 데이터를 샘플링하면서 일정한 시간 간격(T1, T2, T3)으로 샘플링된 데이터를 업데이트하여 비정형 데이터를 수집한다. 그리고, 데이터 수집 서버는 제조 장비로부터 정형 데이터가 수신될 때, 샘플링되어 있는 비정형 데이터에 대한 최대값, 최소값 및 평균값을 계산하고, 그것들은 수신한 정형 데이터와 동기화된 비정형 데이터로 처리하며, 정형 데이터와 비정형 데이터를 함께 분석 시스템에 전송한다.
상술한 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 시스템은 실시간으로 비정형 데이터를 수집하고, 수집된 비정형 데이터를 정형 데이터와 동기화하여 분석 시스템에 직접 전송한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 반도체 제조 설비의 운영에 부하를 증가시키지 않으면서 신뢰성 있는 데이터를 효과적으로 수집할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 데이터 수집 시스템은 온도나 압력 등과 같이 과열 또는 과부하 상태를 감지가 필요한 곳에 효과적으로 사용될 수 있다.
도 6은 도 4에 도시한 데이터 수집 시스템의 데이터 수집 서버를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 데이터 수집 서버(420)는 메모리 시스템(421)과, 여기에 결합되어 고속 동작을 수행하는 적어도 하나의 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit, 422), 입력 장치(427) 및 통신 장치(429)를 포함한다.
중앙 처리 장치(422)는 계산을 수행하기 위한 ALU(Arithmetic Logic Unit, 424)와, 데이터 및 명령어의 일시적인 저장을 위한 레지스터(426) 및 데이터 수집 서버(420)의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러(428)를 포함한다. 중앙 처리 장치(422)는 디지털(Digital) 사의 알파(Alpha), MIPS 테크놀로지, NEC, IDT, 지멘스(Siemens) 등의 MIPS, 인텔(Intel)과 사이릭스(Cyrix), AMD 및 넥스젠(Nexgen)을 포함하는 회사의 x86 및 IBM과 모토롤라(Motorola)의 파워PC(PowerPC)와 같이 다양한 아키텍처(Architectrue)를 갖는 프로세서 중 적어도 하나를 포함한다.
메모리 시스템(421)은 일반적으로 RAM(Random Access Memory)과 ROM(Read Only Memory)과 같은 저장 매체 형태인 고속의 메인 메모리(423)와, 플로피 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, CD-ROM, 플래시 메모리 등의 장기(long time) 저장 매체 형태의 보조 메모리(425) 및 전기, 자기, 광학이나 그 밖의 저장 매체을 이용하여 데이터를 저장하는 장치를 포함한다. 또한, 메인 메모리(423)는 디스플레이 장치를 통하여 이미지를 디스플레이 하는 비디오 메모리를 포함할 수 있다.
입력 장치(427)는 키보드, 마우스 등을 포함한다. 마우스는 예컨대 터치스크린이나 마이크로폰과 같은 물리적 변환기(Physical transducer) 등을 포함한다. 통신 장치(429)는 제조 장치, 호스트 및 분석 시스템 등과 통신을 수행하기 위한 통신 인터페이스 또는 무선 송수신 인터페이스를 포함한다.
도 7은 도 6에 도시한 데이터 수집 서버의 모듈 구성을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 데이터 수집 서버는 제조 장비와 호스트 및 분석 시스템 등과의 유무선 통신을 처리하기 위한 송수신 처리 모듈(741)과, 제조 장비로부터 정형 데이터를 수집하는 정형 데이터 수집 모듈(743)과, 제조 장비에 연결된 비정형 데이터 검출부로부터 비정형 데이터를 수집하는 비정형 데이터 수집 모듈(745) 과, 수집된 비정형 데이터를 호스트나 분석 시스템이 인식할 수 있는 소정 형식의 데이터 또는 정형 데이터로 변환하는 데이터 변환 모듈(747), 그리고 제조 장비와 비정형 데이터 검출부로부터 수집한 데이터를 가공하여 선택적으로 호스트 및/또는 분석 시스템에 전송하는 필터링 처리 모듈(749)을 포함한다. 이러한 응용 모듈을 통하여 데이터 수집 서버의 전체적인 구성을 살펴보면 다음과 같다.
데이터 수집 서버는 다양한 운영체계(OS: Operating System)를 시스템의 OS로서 사용할 수 있다. 이러한 OS는 응용 프로그램 인터페이스(API: Application Program Interface; 700)에 하이 레벨 명령어를 제공하여 각 응용 모듈(740)의 동작을 제어한다.
데이터 수집 서버는 API(700)로부터 제공되는 하이 레벨 명령어에 따라 각 응용 모듈을 식별하고, 하이 레벨 명령어를 디코딩하여 해당 응용 모듈로 제공하는 하이 레벨 명령어 처리부(710)를 포함한다. 응용 모듈 제어부(720)는 하이 레벨 명령어 처리부(710)로부터 제공된 명령어에 따라 응용 모듈(740)의 동작을 제어한다. 다시 말해서, 하이 레벨 명령어 처리부(710)는 API(700)를 통하여 제공된 하이 레벨 명령어에 따라 해당 응용 모듈(740)이 존재하는 지를 식별하고, 해당 응용 모듈(740)이 존재하는 경우에 해당 응용 모듈(740)에서 인식할 수 있는 명령어로 디코딩하여 해당 매핑부에 전송하거나 메시지 전송을 제어한다. 응용 모듈 제어부(720)는 각 응용 모듈에 대한 매핑부(721, 723, 725, 727, 729)와 인터페이스부(722, 724, 726, 728, 730)를 각각 포함한다.
송수신 처리 모듈 매핑부(721)는 호스트와 분석 시스템의 데이터 요청 메시 지를 수신하고, 정형 데이터 및/또는 비정형 데이터를 네트워크를 통해 호스트 또는 분석 시스템 등으로 전송하며, 정형 데이터 및 비정형 데이터의 수집을 위해 제조 장비 및 제조 장비에 연결된 비정형 데이터 검출부와 통신하는 기능을 수행하는 부분이다. 송수신 처리 모듈 매핑부(721)는 하이 레벨 명령어 처리부(710)로부터 하이 레벨 명령어를 제공받아, 송수신 처리 모듈(741)에서 처리할 수 있는 디바이스 레벨 명령어로 매핑시키고, 그것을 송수신 처리 모듈 인터페이스부(722)를 통하여 송수신 처리 모듈(741)로 제공한다. 송수신 처리 모듈(741)은 필요에 따라 제조 장비와 호스트의 직접적인 통신 연결을 위한 물리적 전송 인터페이스를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 물리적 전송 인터페이스는 스위치 등의 통신 전환 인터페이스를 포함한다.
정형 데이터 수집 모듈 매핑부(723)는 호스트 및/또는 분석 시스템으로부터 데이터 요청 메시지를 수신하고, 그것을 메모리 시스템에 저장하며, 데이터 요청 메시지를 해석하며, 제조 장비로부터 정형 데이터를 수집하는 부분이다. 이를 위해, 정형 데이터 수집 모듈 매핑부(723)는 하이 레벨 명령어 처리부(710)로부터 정형 데이터 수집을 위한 하이 레벨 명령어를 제공받아, 정형 데이터 수집 모듈(743)이 인식할 수 있는 디바이스 레벨 명령어로 매핑시키고, 그것을 정형 데이터 수집 모듈 인터페이스부(724)를 통하여 정형 데이터 수집 모듈(743)에 제공한다.
비정형 데이터 수집 모듈 매핑부(725)는 호스트 및/또는 분석 시스템으로부터 데이터 요청 메시지 중 제조 장비의 분석을 위해 정의되어 있지 않는 정보가 포함되어 있는지를 판단하고, 그에 따라 제조 장비에 연결된 비정형 데이터 검출부로 부터 비정형 데이터를 수집하는 부분이다. 이를 위해, 비정형 데이터 수집 모듈 매핑부(725)는 하이 레벨 명령어 처리부(710)로부터 비정형 데이터를 수집하기 위한 하이 레벨 명령어를 제공받아, 비정형 데이터 수집 모듈(745)이 인식할 수 있는 디바이스 레벨 명령어로 매핑시키고, 그것을 비정형 데이터 수집 모듈 인터페이스부(726)를 통하여 비정형 데이터 수집 모듈(745)에 제공한다.
데이터 변환 모듈 매핑부(727)는 제조 장비에 연결된 비정형 데이터 검출부로부터 수집된 비정형 데이터를 호스트 또는 분석 시스템이 인식할 수 있는 소정 형식의 데이터 또는 정형 데이터로 변환하는 부분이다. 이를 위해, 데이터 변환 모듈 매핑부(727)는 하이 레벨 명령어 처리부(710)로부터 비정형 데이터를 소정 형식의 데이터 또는 정형 데이터로 변환하기 위한 하이 레벨 명령어를 제공받아, 데이터 변환 모듈(747)이 인식할 수 있는 디바이스 레벨 명령어로 매핑시키고, 그것을 데이터 변환 모듈 인터페이스부(728)를 통하여 데이터 변환 모듈(747)에 제공한다.
필터링 처리 모듈 매핑부(729)는 제조 장비 및 비정형 데이터 검출부로부터 수집한 데이터를 호스트 또는 분석 시스템에 전송할 때, 필요하지 않거나 요청된 데이터만을 전송하기 위하여 수집된 데이터를 선택적으로 가공하는 부분이다. 이를 위해, 필터링 처리 모듈 매핑부(729)는 하이 레벨 명령어 처리부(710)로부터 수집한 또는 생성한 각 데이터를 호스트 및/또는 분석 시스템으로 선택적으로 전송하기 위한 하이 레벨 명령어를 제공받아, 필터링 처리 모듈(749)이 인식할 수 있는 디바이스 레벨 명령어로 매핑시키고, 그것을 필터링 처리 모듈 인터페이스부(730)를 통하여 필터링 처리 모듈(749)에 제공한다. 이러한 구성은, 예를 들어, 호스트나 분 석 시스템이 제조 장비나 비정형 데이터에 블록 단위의 데이터를 요청하는 경우, 데이터에 포함된 불필요한 데이터를 제거하거나 수집한 또는 생성한 각 데이터를 호스트 및/또는 분석 시스템에 선택적으로 전달함으로써, 네트워크의 부하가 증가되지 않도록 하여 생산 라인의 안정성이 저하되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 시스템은 호스트와 제조 장비 사이에 별도의 데이터 수집 서버를 설치한 후, 이 데이터 수집 서버로 하여금 호스트와 제조 장비 사이의 통신을 중계하도록 하고, 추가로 정형 데이터 수집과 비정형 데이터 수집, 데이터 변환, 데이터 동기화 등을 수행하도록 구성된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 정형 데이터와 비정형 데이터가 큰 시간차이 없이 실시간으로 수집될 수 있으므로 데이터 동기화의 문제가 해소될 수 있다. 또한, 호스트 측에 아무런 변화를 요구하지 않으므로 종래의 반도체 제조 설비에서 발생하던 시스템 부하 문제가 해소될 수 있다. 게다가, 인터 동기형 구조와 함께 수집된 데이터의 필터링을 수행하여 필요하지 않는 분석용 데이터가 호스트나 분석 시스템으로 전송되지 않도록 제어함으로써 종래의 반도체 제조 설비에서 발생하던 네트워크 부하가 증가되는 문제도 해소될 수 있다.
다음은 도 8을 참조하여 데이터 수집 시스템의 신호 흐름을 설명한다. 대부분의 반도체 제조 설비에서는 호스트나 분석 시스템과 제조 장비 간에 교환되는 메시지 형식과 그 의미에 관하여 기술하는 GEM(Generic model for communications and control of Manufactuing equipment) 프로토콜을 사용한다. 따라서, GEM을 지원하는 분석 시스템은 GEM 규약에 따라 데이터 수집을 하는데, 제조 장비가 GEM 프 로토콜을 지원하지 않거나 비정형 데이터가 존재하는 경우에 GEM을 지원하기 위한 별도의 처리가 필요하다. 본 실시예에서는 이러한 경우에 사용할 수 있는 처리 방안을 제시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 시스템에서, 호스트 및/또는 분석 시스템은 데이터 수집 서버를 통해 GEM 프로토콜에 따라서 원하는 정보를 상태 식별자(Status Variable ID, SVID)로 정의하고, 여러 개의 상태 식별자(SVID)를 하나로 묶어 보고 식별자(Report ID, RPTID)로 관리한다. 그리고 호스트 및/또는 분석 시스템은 제조 장비가 비상 상황 등의 이벤트를 알리는 수집 이벤트 식별자(Collection Event ID, CEID)를 정의하고 관리한다. 여기서, 수집 이벤트 식별자(CEID)는 통상 호스트에서 요청하지 않은 이벤트를 정의한 것을 나타낸다. 이를 위해, 데이터 수집 시스템은 분석 시스템을 통해 상술한 기능을 수행하기 위한 메시지들을 주고받을 수 있는 메시지 규약도 정의한다. GEM에서 정의된 정형 메시지 중 데이터 수집 서버에서의 데이터 동기화에 관련된 일부 항목들이 도 8에 도시되어 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 시스템의 신호 흐름을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, S1F3/S1F4 메시지는 호스트나 분석 시스템이 선택한 상태 식별자(SVID)를 제조 장비에 질의하는 메시지와, 이 메시지에 대하여 제조 장비가 응답하는 메시지를 나타낸다. 예를 들면, 상술한 S1F3/S1F4 메시지는, 반도체 제조 장비 중 제1 챔버(chamber 1)의 온도를 상태 식별자 1번으로 정의해 두고 제2 챔버 (chamber 2)의 압력을 상태 식별자 4번으로 정의해 놓은 경우, 호스트에서 챔버 1의 온도와 챔버 2의 압력을 알고 싶을 때에 S1F3의 메시지에 상태 식별자 1번과 4번을 적어 제조 장비에 전달하면, 제조 장비가 S1F4의 메시지에 챔버 1의 온도와 챔버 2의 압력에 대한 정보를 포함시켜 호스트 또는 분석 시스템 측으로 전달하는 메시지를 나타낸다.
S2F23/S2F24 메시지는 제조 장비에 여러 상태 식별자(SVID)를 주기적으로 보고하도록 하는 추적(trace) 명령을 내리는 메시지와, 이 메시지에 대하여 제조 장비가 응답하는 메시지를 나타낸다. 이러한 S2F23/S2F24 메시지는 S1F3/S1F4 메시지를 통해 상태 식별자(SVID)의 값들을 수집하기 어려울 때 사용된다. 예를 들면, 호스트는 S2F23 메시지를 통해 제조 장비에 상태 식별자(SVID) 1, 2, 3, 4번을 1초 주기로 1000번을 검출하여 전송하라는 명령을 보내고, 제조 장비는 S2F23 메시지에 대하여 S2F24 메시지로 응답한다.
S2F33/S2F34 메시지는 제조 장비에 여러 상태 식별자(SVID)를 묶어 보고 식별자(RPTID)를 새로 정의하거나 삭제하는 메시지와, 이 메시지에 대하여 제조 장비가 응답하는 메시지를 나타낸다.
S2F35/S2F36 메시지는 여러 보고 식별자(RPTID)를 묶어 수집 이벤트 식별자(CEID)에 연결시키거나 이미 존재하는 연결을 제거하는 메시지와, 이 메지지에 대하여 제조 장비가 응답하는 메시지를 나타낸다.
S2F37/S2F38 메시지는 수집 이벤트 식별자(CEID)를 인에이블(enable) 또는 디스에이블시키는 메시지와, 이 메시지에 대하여 제조 장비가 응답하는 메시지를 나타낸다.
다시 말해서, 호스트는 제조 장비가 이벤트를 보고할 때 수집 이벤트 식별자(CEID)에 속하는 보고 식별자(RPTID)와 보고 식별자(RPTID)에 속하는 상태 식별자(SVID)를 정의할 수 있다. 이때, 수집 이벤트 식별자(CEID)에는 호스트에서 선택한 사건이 발생할 당시의 상태 식별자(SVID)들의 묶음들이 함께 결합되어 전송된다. 이러한 상태 식별자(SVID)들의 묶음을 보고 식별자(RPTID)라고 한다.
여기서, 호스트가 복수의 상태 식별자(SVID)를 묶어 보고 식별자(RPTID)로 정의하거나 보고 식별자(RPTID)를 삭제하는 메시지가 S2F33 메시지이며, 그것에 대한 제조 장비의 응답 메시지가 S2F34 메시지이다. 그리고 복수의 보고 식별자(RPTID)를 묶어 수집 이벤트 식별자(CEID)에 링크(link)시키거나 언링크(unlink)시키는 메시지가 S2F35 메시지이며, 그것에 대한 제조 장비의 응답 메시지가 S2F36 메시지이다. 그리고 호스트에서 특정 수집 이벤트 식별자(CEID)를 보고받거나 보고받고 싶지 않을 때, 특정 이벤트를 인에이블(enable)시키거나 디스에이블(disable)시키는 메시지가 S2F37 메시지이며, 그것에 대한 제조 장비의 응답 메시지가 S2F38 메시지이다.
S6F2/S6F1 메시지는 추적(trace) 명령에 대한 상태 변수(Status Variable, SV) 또는 상태 식별자(SVID)를 주기적으로 보고하도록 하는 메시지와, 이 메시지에 대하여 제조 장비가 보고하는 메시지를 나타낸다. 예를 들면, S6F1 메시지는 호스트의 추적 명령에 대하여 제조 장비가 호스트에 상태 식별자(SVID)의 값을 올려주는 메시지이고, S6F2 메시지는 호스트가 제조 장비의 S6F1 메시지에 대하여 응답하 는 메시지이다.
S6F12/S6F11 메시지는 제조 장비가 특정 수집 이벤트 식별자(CEID)를 가지는 이벤트(event)를 보고하도록 하는 메시지와, 이 메시지에 대하여 제조 장비가 보고하는 메시지를 나타낸다. 이러한 S6F12/S6F11 메시지는 제조 장비에서 어떤 사건을 호스트로 보고해야 할 필요가 있을 때 사용된다. 예를 들면, 수집 이벤트 식별자(CEID) 1번은 프로세스 시작(process start)으로 정의하고 수집 이벤트 식별자(CEID) 2번은 카세트 탑재 완료(cassette load complete)로 정의한 경우, 제조 장비는 S6F11 메시지에 수집 이벤트 식별자(CEID)를 적어 호스트로 전송하고, 호스트는 S6F11 메시지에 대하여 제조 장비에 S6F12 메시지로 응답한다.
S6F15/S6F16 메시지는 호스트가 제조 장비에 수집 이벤트 식별자(CEID)를 질의하여 수집 이벤트 식별자(CEID)에 속한 보고 식별자(RPTID)와, 상태 변수(SV)를 알아내는 메시지 및 이 메시지에 대하여 제조 장비가 보고하는 메시지를 나타낸다. 다시 말해서, S6F15 메시지는 호스트가 어떤 수집 이벤트 식별자(CEID)에 속한 보고 식별자(RPTID)와 상태 식별자(SVID)의 값들을 알고 싶을 때, 메시지에 수집 이벤트 식별자(CEID)를 적어 제조 장비에 보내는 메시지이며, S6F16 메시지는 그것에 대하여 제조 장비가 수집 이벤트 식별자(CEID)에 속한 보고 식별자(RPTID)와 상태 식별자(SVID)의 값들을 적어 보내는 메시지이다.
S6F19/S6F20 메시지는 호스트가 제조 장비에 보고 식별자(RPTID)를 질의하여 보고 식별자(RPTID)에 속한 상태 변수(SV)를 알아내는 메시지와, 이 메시지에 대하여 제조 장비가 보고하는 메시지를 나타낸다. 여기서, 상태 변수(SV)는 상태 식별 자(SVID)의 값을 나타낸다.
한편, 상술한 메시지의 S와 F는 호스트와 제조 장비 사이에 오가는 메시지를 스트림(stream)과 펑션(function)으로 구분한 것을 나타낸다. 예를 들면, 상술한 S6F19는 스트림 6과 펑션 19인 메시지를 나타낸다. 또한, 상술한 각 메시지들은 호스트로부터 데이터 수집 서버를 통해 제조 장비로 전달되는 데이터 요청 메시지와 제조 장비로부터 데이터 수집 서버를 통해 호스트 및/또는 분석 시스템으로 전달되는 수집 데이터가 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 비정형 데이터 수집 시스템에 의하면, 데이터 수집 서버에서 수집된 데이터가 마치 제조 장비에서 제공되는 것처럼 동기화되어 처리된다.
다음은 상술한 비정형 데이터 수집 시스템에 적용된 비정형 데이터 수집 방법에 대하여 설명한다. 도 9 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9를 참조하면, 데이터 수집 서버는 제조 장비의 분석에 필요한 비정형 데이터에 대하여 분석 시스템에 의해 정의되어 있는 상태 식별자(SVID)를 할당한다(S10). 다음, 호스트 및/또는 분석 시스템으로부터 데이터 요청 메시지를 수신한다(S12). 그리고 호스트 및/또는 분석 시스템으로부터 수신한 메시지를 메모리에 저장한다(S14). 다음, 메시지에 포함된 상태 식별자(SVID) 및 수집 이벤트 식별자(CEID)가 제조 장비에 정의되어 있는지를 식별한다(S16). 상기 식별 결과, 제조 장비에서 지원하지 않는 정보는 비정형 데이터에 대한 요청으로 해석한다(S18). 그리 고 비정형 데이터 수집을 수행한다(S20). 한편, 데이터 수집 서버는 데이터 요청 메시지에서 제조 장비에서 지원하지 않는 정보를 제거한다(S22). 그리고 정형 데이터 요청에 대한 메시지를 제조 장비에 전달한다(S24).
다음으로, 도 10을 참조하면, 데이터 수집 서버는 제조 장비에 연결되어 있는 비정형 데이터 검출부를 통해 비정형 데이터를 수집한다(S26). 이때, 비정형 데이터를 수집하는 방법은 도 5a 및 도 5b를 참조한 상세한 설명에서 언급한 방법으로 구현된다.
다음, 제조 장비로부터 정형 데이터를 수신한다(S28). 이때, 데이터 수집 서버는 정형 데이터가 수신되는 시점의 비정형 데이터를 정형 데이터와 동기화된 데이터로 처리한다(S30). 예를 들면, 비정형 데이터 수집을 수행하는 중에, S6F1, S6F11, S6F15, S6F19, S1F3 메시지들 중 적어도 어느 하나의 메시지에 대하여 제조 장비로부터 정형 형태의 상태 식별자(SVID)를 포함한 응답 메시지를 수신하면, 그때 수집되어 있는 비정형 데이터를 동기화된 데이터로 처리한다.
다음, 수집된 비정형 데이터를 정형 형태의 데이터로 변환한다(S32). 여기서, 정형 형태의 데이터는 호스트나 분석 시스템이 인식할 수 있는 소정 형식의 데이터 또는 정형 데이터를 포함한다.
다음, 메모리에 저장해 둔 정보를 참조하여 본래의 메시지를 복원한다(S34). 그리고 복원된 메시지에 기초하여 제조 장비로부터 수집한 정형 데이터와 비정형 데이터 검출부로부터 수집하고 소정 형식으로 정형화된 비정형 데이터를 조합하여 회신 메시지를 구성한다(S36). 다음, 회신 메시지를 분석 시스템 및/또는 호스트에 전송한다(S38).
한편, 도 11을 참조하면, 비정형 데이터 수집을 수행하는 중에, S2F33, S2F35, S2F37 메시지들 중 적어도 어느 하나의 메시지에 대하여 제조 장비에 연결된 비정형 데이터 검출부로부터 부정 응답(negative acknowledge, NAK)을 수신하면, 데이터 수집 서버는 기존에 수행한 비정형 데이터 수집 작업들을 취소한다(S40, S42, S44).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법은 시스템이 오동작하거나 안정적이지 못할 때, 호스트와 제조 장비 사이의 통신이 끊어져 반도체 생산 라인이 멈추는 것을 방지하기 위한 통신 전환 수단을 구비한다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 비정형 데이터 수집 방법은 데이터 수집 서버가 안정적으로 동작하도록 설계됨에도 불구하고 반도체 제조 설비의 환경에 따라 안정적이지 못한 경우를 대비하여 호스트와 제조 장비의 통신을 직접 통신으로 전환할 수 있는 통신 전환 수단을 구비한다. 이러한 통신 전환 수단을 이용한 바이패싱(bypassing) 방법에 관하여 아래에서 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법에 채용 가능한 통신 바이패싱 방법에 대한 순서도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 비정형 데이터 수집 방법에 채용할 수 있는 통신 바이패싱 방법은 데이터 수집 서버에 와치독(watchdog)을 설치하여 데이터 수집 서버에 이상 징후가 발생하면 자동으로 통신선이 호스트와 제조 장비간에 직접 연결되도록 하는 방법을 포함한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 통신 바이패싱 방법 은 와치독을 통해 전원이 오프되었는지를 판단하는 단계(S44)와, 상기 판단 결과, 전원이 오프되어 있지 않으면, 전환 스위치가 온되었는지를 판단하는 단계(S46)와, 상기 판단 결과, 전환 스위치가 온되어 있으면, 호스트와 제조 장비가 데이터 수집 서버를 바이패싱하여 직접 통신하도록 통신 전환을 수행하는 단계(S60)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 통신 바이패싱 방법은, 전원이 오프되지 않고, 전환 스위치가 온되어 있지 않으면, 와치독을 자체 업데이트하는 단계(S48)를 포함한다. 그리고, 통신 바이패싱 방법은 와치독이 오프되거나 타임아웃되는 경우에도 호스트와 제조 장비가 데이터 수집 서버를 바이패싱하여 직접 통신하도록 통신 전환을 수행하는 단계(S70)를 포함한다.
한편, 상술한 실시예에서, 본 발명에 따른 데이터 수집 시스템은 데이터 수집 서버가 부분적으로 호스트와 제조 장비의 역할을 수행하므로 시스템의 운용에 많은 융통성을 제공한다.
또한, 필요에 따라서는 호스트 컴퓨터를 이용하여 상술한 비정형 데이터 수집 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 탑재한 호스트 컴퓨터 등으로 그 기능을 논리적으로 확장하는 것도 가능하다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
본 발명에 의하면, 기존의 반도체 제조 설비의 시스템 구성을 거의 변경하지 않고, 실질적으로 부하를 증가시키지 않으면서, 정형 데이터와 비정형 데이터를 실시간으로 동기화하여 수집할 수 있다. 또한, 호스트와 제조 장비 사이에 위치하는 데이터 수집 서버의 기능을 확장함으로써, 기존 호스트와 제조 장비만으로 구현할 수 없는 다양한 기능들을 효과적으로 구현할 수 있다. 또한, 기존 장비와 신규 장비 모두에 용이하게 적용할 수 있다는 이점이 있다. 본 발명에 따른 데이터 수집 시스템을 분석 시스템과 연계하여 반도체 생산 라인에 적용하면, 반도체 산업의 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 제조 장비와 호스트 및 분석 시스템에 결합된 데이터 수집 서버를 통해 상기 제조 장비의 비정형 데이터를 수집하는 비정형 데이터 수집 시스템에 있어서,
    메모리에 저장되어 있는 프로그램;
    상기 메모리에 결합되어 상기 프로그램을 수행하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 프로그램에 의해,
    상기 제조 장비의 분석에 필요한 비정형 데이터의 상태 식별자를 할당하고, 상기 호스트 및 상기 데이터 분식 시스템 중 적어도 어느 하나로부터 데이터 요청 메시지를 수신하고, 상기 데이터 요청 메시지를 메모리에 저장하고, 상기 데이터 요청 메시지에 포함된 상태 식별자 및 수집 이벤트 식별자가 상기 제조 장비에 정의되어 있는지를 식별하고, 상기 제조 장비에서 지원하지 않는 정보를 비정형 데이터 요청 메시지로 해석하고, 상기 데이터 요청 메시지 중 정형 데이터 요청 메시지를 상기 제조 장비에 전달하고, 상기 비정형 데이터 요청 메시지를 비정형 데이터 검출부에 전달하고, 상기 제조 장비로부터 제1 정형 데이터를 수신하고, 상기 비정형 데이터 검출부로부터 비정형 데이터를 수신하고, 상기 비정형 데이터를 제2 정형 데이터로 변환하고, 상기 제1 정형 데이터 및 상기 제2 정형 데이터를 동기화하여 상기 호스트 및 상기 분석 시스템 중 적어도 어느 하나로 전송하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수집 서버는 상기 비정형 데이터 검출부로부터 상기 비정형 데이터를 주기적으로 수집하고, 상기 제1 정형 데이터의 도착 시점에서 상기 비정형 데이터의 최대값, 최소값 및 평균값을 각각 계산하며, 상기 계산된 값을 상기 제1 정형 데이터에 동기화된 상기 비정형 데이터로 처리하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 수집 서버는 시작 이벤트와 종료 이벤트 사이에서 일정한 간격으로 상기 비정형 데이터를 샘플링하여 수집하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 수집 서버는 일정한 간격으로 상기 비정형 데이터를 샘플링하면서 일정한 시간 간격으로 수집되어 있는 상기 비정형 데이터를 업데이트하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수집 서버는 상기 비정형 데이터 검출부를 통해 상기 비정형 데이터를 강제적으로 수집하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수집 서버는 송수신 모듈, 정형 데이터 수집 모듈, 비정형 데이터 수집 모듈 및 데이터 변환 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 데이터 수집 서버는 상기 수집된 제1 및 제2 정형 데이터 중 적어도 어느 하나의 데이터의 일부분을 선택적으로 전송하는 필터링 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수집 서버는 상기 제조 장비와 상기 호스트 간의 통신선을 직접 연결하는 통신 전환 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비정형 데이터 검출부는 상기 제조 장비의 상태 변수를 감지하는 수단 및 상기 제조 장비 내의 메모리에 저장된 상기 상태 변수를 가져오는 수단 중 적어도 어느 하나를 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 시스템.
  10. 제조 장비와 호스트 및 분석 시스템에 결합된 데이터 수집 서버에서 비정형 데이터를 수집하는 방법에 있어서,
    상기 제조 장비의 분석에 필요한 비정형 데이터의 상태 식별자를 할당하는 단계;
    상기 호스트 및 상기 분석 시스템 중 적어도 어느 하나로부터 데이터 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 데이터 요청 메시지를 메모리에 저장하는 단계;
    상기 데이터 요청 메시지에 포함된 상태 식별자 및 수집 이벤트 식별자가 상기 제조 장비에 정의되어 있는지를 판단하는 단계;
    상기 제조 장비에서 지원하지 않는 정보를 비정형 데이터 요청 메시지로 해 석하는 단계;
    상기 데이터 요청 메시지 중 정형 데이터 요청 메시지를 상기 제조 장비에 전달하는 단계;
    상기 비정형 데이터 요청 메시지를 비정형 데이터 검출부에 전달하는 단계;
    상기 제조 장비로부터 제1 정형 데이터를 수신하는 단계;
    상기 비정형 데이터 검출부로부터 비정형 데이터를 수집하는 단계;
    상기 비정형 데이터를 제2 정형 데이터로 변환하는 단계; 및
    상기 제1 정형 데이터 및 상기 제2 정형 데이터를 동기화하여 상기 호스트 및 상기 분석 시스템 중 적어도 어느 하나로 전송하는 단계를 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 비정형 데이터를 수집하는 단계는,
    상기 호스트로부터 상기 비정형 데이터를 주기적으로 수집하는 단계;
    상기 제1 정형 데이터의 도착 시점에서 상기 비정형 데이터의 최대값, 최소값 및 평균값을 각각 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 값을 상기 제1 정형 데이터에 동기화된 상기 비정형 데이터로 처리하는 단계를 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비정형 데이터를 주기적으로 수집하는 단계는, 시작 이벤트와 종료 이벤트 사이에서 일정한 시간 간격으로 상기 비정형 데이터를 샘플링하여 수집하는 단계를 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 비정형 데이터를 주기적으로 수집하는 단계는, 일정한 시간 간격으로 상기 비정형 데이터를 샘플링하면서 상기 일정한 시간 간격으로 수집되어 있는 상기 비정형 데이터를 업데이트하는 단계를 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 정형 데이터 요청 메시지를 상기 제조 장비에 전달하는 단계는, 상기 데이터 요청 메시지에서 상기 제조 장비에서 지원하지 않는 상기 정보를 삭제한 후 상기 제조 장비에 상기 정형 데이터 요청 메시지를 전달하는 단계를 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제조 장비로부터 부정 응답 메시지를 수신하면 수행 중인 작업을 취소하는 단계를 더 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 메모리에 저장해 둔 정보를 참조하여 상기 데이터 요청 메시지를 복원시키는 단계; 및
    상기 제1 정형 데이터 및 상기 제2 정형 데이터를 조합하여 회신 메시지를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 데이터 수집 서버가 오동작을 하거나 안정적이지 못할 때, 상기 제조 장비와 상기 호스트 간의 통신을 직접 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법.
  18. 제조 장비 및/또는 호스트에서 비정형 데이터를 수집하는 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서,
    상기 제조 장비의 분석에 필요한 비정형 데이터의 상태 식별자를 할당하고, 상기 호스트 및 분석 시스템 중 적어도 어느 하나로부터 데이터 요청 메시지를 수신하고, 상기 데이터 요청 메시지를 메모리에 저장하고, 상기 데이터 요청 메시지에 포함된 상태 식별자 및 수집 이벤트 식별자가 상기 제조 장비에 정의되어 있는지를 식별하고, 상기 데이터 요청 메시지에서 상기 제조 장비에서 지원하지 않는 정보를 삭제한 후 상기 제조 장비에 정형 데이터 요청 메시지를 전달하고, 상기 제조 장비에서 지원하지 않는 상기 정보를 비정형 데이터 요청 메시지로 해석하고, 상기 비정형 데이터 요청 메시지를 상기 제조 장비에 연결된 비정형 데이터 검출부에 전달하고, 상기 비정형 데이터 검출부로부터 비정형 데이터를 수집하고, 상기 제조 장비로부터 제1 정형 데이터를 수신하고, 상기 제1 정형 데이터를 수신한 시점에 수집된 비정형 데이터를 상기 제1 정형 데이터에 동기화된 비정형 데이터로 인식하고, 상기 인식된 비정형 데이터를 제2 정형 데이터로 변환하고, 상기 제1 정형 데이터 및 상기 제2 정형 데이터를 동기화하여 상기 호스트 및 상기 분석 시스템 중 적어도 어느 하나로 전송하는 일련의 과정을 수행하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 비정형 데이터를 주기적으로 수집하는 과정은, 시작 이벤트와 종료 이벤트 사이에서 일정한 시간 간격으로 상기 비정형 데이터를 샘플링하여 수집하는 과정을 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 비정형 데이터를 주기적으로 수집하는 과정은 일정한 시간 간격으로 상기 비정형 데이터를 샘플링하면서 상기 일정한 시간 간격으로 수집되어 있는 상기 비정형 데이터를 업데이트하는 과정을 포함하는 반도체 제조 설비의 비정형 데이터 수집 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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