KR20060054646A - 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 제조 공정에 사용되는 공정설비에서 발생하는 이상 및 고장에 대한 분석 및 대처 방법을 제시하여 공정설비의 이상 및 고장을 사전 조치하도록 하기 위한 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법에 관한 것으로, 본 발명은 반도체 제조 공정이 진행되는 공정설비와 상기 공정설비를 제어하는 설비제어기 및 상기 설비제어기와 연결되어 전체 공정을 제어하는 호스트서버를 포함하는 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법에 있어서, 상기 설비제어기가 상기 공정설비로부터 나오는 출력값을 모니터링하는 단계; 상기 설비제어기가 상기 출력값을 사전 설정된 기준값과 비교하는 단계; 상기 비교결과를 상기 호스트서버로 통보하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
반도체, 자기진단
Description
도 1은 본 발명이 적용된 반도체 제조 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법에 대한 순서도이다.
< 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 >
10 : 공정설비,
20 : 설비제어기,
30 : 네트워크,
40 : 호스트서버,
50 : 단말기
본 발명은 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에 사용되는 공정설비에서 발생하는 이상 및 고장에 대한 분석 및 대처 방법을 제시하여 공정설비의 이상 및 고장을 사전 조치하도록 하기 위 한 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법에 관한 것이다.
하나의 완성된 반도체 제품을 생산하기 위해서는 수많은 단위 공정으로 이루어진 일련의 제조 공정을 거쳐야 하며, 각 단위 공정은 높은 수준의 정밀도를 요구하므로 수작업에 의한 공정 진행은 거의 불가능하다. 이에 따라 반도체 생산라인에는 높은 수준의 정밀도를 만족시키기 위한 복수개의 공정설비(예를 들어 CVD 설비, 노광장치 등)가 배치되며 이들 공정설비들은 계획된 공정 순서에 의해 반도체 제조 공정을 진행하게 된다.
최근에는 이와 같이 다양한 공정을 수행하는 공정설비들의 진행 효율을 극대화하기 위해 공정 관리 시스템을 도입하고 있다. 공정 관리 시스템에 관련된 기술로서 2002년 11월 14일 송명선 등에게 허여된 대한민국 특허등록번호 10-0362701 "단계 제어를 위한 자동화된 원격 공정 제어 시스템 및 그제어 방법", 2002년 8월 1일 홍성철 등이 공개한 대한민국 특허공개번호 2002-0063007 "반도체 공정설비의 공정데이터 관리 시스템"이 있다.
송명선 등은 각 단계별 공정들을 원격으로 제어하고 각 단계별 공정 진행 결과에 따라 전/후 공정의 공정 조건을 자동으로 설정 및 변경할 수 있는 자동화된 원격 공정 제어 시스템을 제공하고 있다. 홍성철 등은 반도체 공정 설비의 공정 조건 검사의 결과 데이터를 작업자의 수작업에 의하여 관리하지 않고 일련의 순서로 진행되는 서버의 제어와 그 주변 장치들의 제어에 의한 관리로 대체하는 시스템을 개시하고 있다.
종래의 공정 관리 시스템에 의하면 모든 공정은 주어진 작업 순서에 따라 자 동적으로 반도체 제조 공정을 진행한다. 공정 진행 도중 공정설비에 이상이나 고장이 검출하면 공정설비에는 인터록(interlock)이 발생한다, 인터록이 발생하면 작업자는 먼저 단말기를 통해 에러 로그(error log)를 확인한다. 에러 로그를 통해 공정설비의 현재 상태를 파악하고 이에 대한 적절한 조치 방법을 판단하여 문제점을 해결한다.
상기와 같은 공정 관리 시스템에 의하면 공정설비가 이상 또는 고장이 발생하고 나서야 비로소 공정설비에 문제점이 있다는 것을 알게 된다. 공정설비에 이상 또는 고장이 발생하고 나서 이에 따른 조치를 취하는 것은 많은 시간과 노동을 필요로 하게 된다. 또한 설비가동률마저 떨어뜨림으로써 전체적으로 생산비용을 상승시키는 요인이 되기도 한다. 따라서 짧은 시간 내에 공정설비의 이상 및 고장을 정확히 분석하고 이에 대한 조치방법을 제시해줄 방법이 요구된다.
반도체 공정에 있어 공정의 지연을 방지하기 위해 주기적으로 사전예방정비(preventive maintenance; PM)를 실시한다. 사전예방정비는 정기적인 공정설비의 검사를 통해 고장이 발생할 염려가 높은 곳을 미리 발견하여 손질을 하는 방법을 취한다. 그러나 수많은 공정설비를 모두 정비하기에는 시간이 많이 걸리고 또한 구체적으로 어느 공정설비에 문제점이 있는 이를 파악하는 데도 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 반도체 제조 시스템의 출력을 모니터링하여 이상상태 및 고장상태가 발생한 공정설비를 통보함으로써 작업 자의 추가 분석없이 이상 및 고장 해결 방안을 모색할 수 있는 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 또다른 목적은 반도체 제조 시스템의 이상상태 및 고장상태 발생 여부를 공정 관리 시스템에 저장하여 공정설비의 사전예방정비의 필요성 여부를 미리 파악할 수 있도록 한 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법을 제공하기 위함이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 반도체 제조 공정이 진행되는 공정설비와 상기 공정설비를 제어하는 설비제어기 및 상기 설비제어기와 연결되어 전체 공정을 제어하는 호스트서버를 포함하는 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법에 있어서, 상기 설비제어기가 상기 공정설비로부터 나오는 출력값을 모니터링하는 단계; 상기 설비제어기가 상기 출력값을 사전 설정된 기준값과 비교하는 단계; 상기 비교결과를 상기 호스트서버로 통보하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 비교단계는 상기 설비제어기가 상기 출력값이 정상범위에 있는지, 오프셋 범위에 있는지 및 오프셋 범위를 벗어나는 지를 판정하고 각각의 상태를 상기 호스트서버로 통보하는 것이 바람직하다.
상기 출력값은 상기 공정설비의 구동모터의 엔코더값인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 있어서 상기 출력값이 상기 정상범위를 벗어나는 경우 상기 공정설비의 작동을 중지한는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한 다. 그러나 본 실시예가 이하에서 개시되는 실시예에 한정할 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
도 1은 본 발명이 적용된 반도체 제조 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면 반도체 제조 시스템은 반도체 제조 공정을 수행하는 공정설비(10)와 공정설비(10)에 연결되어 공정설비(10)가 단위 공정을 진행할 수 있도록 공정설비(10)를 직접 제어하는 설비제어기(20), 설비제어기(20)와 네트워크(30)로 연결되어 설비제어기(20)가 공정설비(10)를 제어하는 데 필요한 제어 정보를 제공하고 공정의 진행과 관련된 여러 종류의 공정 관련 데이터를 저장하는 호스트서버(40), 호스트서버(40)와 네트워크(30)로 연결되어 작업자에게 인터록 발생을 알리고 공정 관련 데이터를 열람할 수 있도록 하는 단말기(50)로 구성된다.
공정설비(10)는 카셋트(미도시) 단위로 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 설비이다. 공정설비(10)는 카셋트(미도시)를 로딩하는 로딩부(미도시), 정해진 공정을 진행하는 공정진행부(미도시), 공정을 종료하고 카셋트(60)를 언로딩하는 언로딩부(미도시)로 구성된다.
설비제어기(20)는 호스트서버(40)로부터 제공되는 공정 제어 명령에 따라 공정설비(10)를 직접 제어한다. 설비제어기(20)는 공정설비(120)에 장착된 센서(미도 시)로부터 현재 공정의 상태를 파악하고 이에 따라 모터(미도시) 등을 구동시킴으로써 공정설비(10)가 원하는 공정을 수행하도록 제어한다.
설비제어기(20)와 호스트서버(40) 또는 호스트서버(40)와 단말기(50)를 연결하는 네트워크(30)는 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 프로토콜을 사용하는 이더넷(ethernet)으로 구성된다. 또한 반도체 설비 통신(Semiconductor Equipment Communication Standard; 이하 SECS) 프로토콜에 의하여 각 설비들이 통신한다.
단말기(50)는 작업자와 인터페이스를 하기 위해 사용된다. 공정설비(10)의 인터록 발생을 디스플레이하여 작업자에게 알리고, 작업자의 작업 명령을 입력받아 이를 설비제어기(20)나 호스트서버(40)로 전송한다.
호스트서버(40)는 각 단계별로 공정 진행에 관한 정보 및 여러 공정 관련 데이터를 보관한다. 호스트서버(40)가 공정 시작 명령을 설비제어기(20)에 전송하면 해당 공정이 시작된다. 또한 공정이 진행하는 도중 발생하는 여러 공정 관련 데이터나 인터록 발생 여부 등이 설비제어기(20)를 통해 호스트서버(40)로 전송되어 저장된다.
상기와 같이 구성된 반도체 제조 시스템을 이용하여 본 발명인 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법에 대해 첨부한 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법에 대한 순서도이다.
공정설비(10)에서 공정이 진행되기 시작되면 설비제어기(20)는 공정설비(10) 의 출력값을 모니터링한다.(S100) 본 실시예에서는 모니터링하는 공정설비(10)의 출력값을 공정설비(10)에 장착된 구동모터(미도시)의 엔코더값으로 한다. 그러나 본 발명에 있어서 설비제어기(20)가 모니터링하는 출력값은 구동모터의 엔코더값에 한하지 않고 공정설비(10)와 관련된 센서 등 기타 장치의 출력에 대하여도 동일한 방법으로 적용이 가능하다.
본 발명에 있어서, 공정설비(10)가 정상적으로 작동하는지 여부를 판단하기 위해서는 출력값과 비교하기 위한 기준값을 필요로 한다. 기준값은 정상범위와 오프셋 범위가 있다. 정상범위는 공정설비(10)가 정상적으로 작동하기 위해 필요로 하는 최소한의 한도이며, 오프셋 범위는 공정설비(10)에 다소간의 문제점이 있거나 문제가 발생할 개연성이 충분한 경우의 최대한의 한도이다. 정상범위와 오프셋 범위는 공정의 진행 및 유지 보수에 따라 경험적으로 주어지는 값이다. 본 실시예에서는 설명을 간단하게 하기 위해 이하 정상범위는 5000ㅁ5, 오프셋 범위는 5000ㅁ100 으로 하여 설명한다.
설비제어기(20)는 단계 S100에서 모니터링한 출력값이 정상범위 내인지 판단한다.(S110) 즉 구동모터(미도시)의 출력값이 정상범위 내인지 비교한다. 예를 들어 만약 출력값이 5000 이면 정상범위 내이나, 출력값이 5006 이면 정상범위 밖이다.
단계 S110에서 출력값이 정상범위 내로 판단되면 '정상상태'로써 공정이 완료되었는지 판단한다.(S120) 공정이 완료되면 공정을 종료하고, 공정이 계속 중이면 계속 새로운 출력값을 모니터링하기 위해 단계 S100으로 돌아간다.
단계 S110에서 출력값이 정상범위를 벗어나는 것으로 판단되면 인터록이 발생한다.(S130) 인터록이 발생하면 설비제어기(20)는 공정설비(10)의 가동을 일시 정지시킨다.
인터록이 발생하면 설비제어기(20)는 출력값이 오프셋 범위내인지 판단한다.(S140) 즉 본 실시예에서 오프셋 범위를 5000ㅁ100이라 했으므로, 만약 출력값이 5006이면 오프셋 범위 내이나, 출력값이 5101이면 오프셋 범위를 벗어난 것이 된다.
단계 S140에서 출력값이 오프셋 범위 내로 판단되면 '이상상태'임을 호스트서버(40)에 전송한다.(S150) 호스트서버(40)는 이상상태임을 공정설비(10)의 로그파일에 저장하고, 이상상태 및 인터록의 발생을 단말기(50)에 출력하여 작업자의 조치를 기다린다.
이상상태에서 작업자는 현재 공정 상태에서 재가동이 가능한지 여부를 판단한다.(S160) 구동모터(미도시)의 캘리브레이션을 통해 출력값을 보정할 수 있거나, 해당 출력값이 허용 오차 내라면 기준값을 보정하는 등의 조치를 취하여 재가동이 가능하다면 단계 S100으로 돌아가 공정을 계속 진행한다.
공정설비(10)의 재가동이 불가능하다고 판단되면 공정설비(10)의 가동을 중단하고 공정설비(10)를 수리한다.(S180)
단계 S140에서 출력값이 오프셋 범위를 벗어나는 것으로 판단되면 '고장상태'임을 호스트서버(40)에 전송한다.(S170) 호스트서버(40)는 고상상태임을 공정설비(10)의 로그파일에 저장하고, 고상상태 및 인터록의 발생을 단말기(50)에 출력한 다.
고장상태에서는 설비의 재가동이 불가능하므로 작업자의 조치를 기다릴 필요도 없이 공정설비(10)의 가동을 중단하고 공정설비(10)를 수리한다.(S180)
본 발명에 의하면 공정설비로부터 모니터링되는 출력값을 미리 설정된 기준값 즉 정상범위와 오프셋 범위에 대해 비교하여 정상상태, 이상상태, 고장상태로 나누어 작업자가 이에 따라 대처할 수 있도록 한다. 따라서 작업자는 현재 인터록 발생이 어떠한 상태에서 발생하였는지 여부에 대한 추가 분석없이 이상 및 고장 해결 방안을 판단할 수 있다.
설비제어기(20)는 호스트서버(40)에 공정설비(10)의 인터록 발생 여부와 아울러 이상상태와 고장상태의 발생 여부를 전송한다. 호스트서버(40)는 이상상태와 고장상태에 대한 공정설비(10)의 이력을 로그파일로 저장한다. 이후 사전예방정비를 시행할 경우 저장된 로그파일을 검토하면 이상상태와 고장상태가 자주 발생하는 공정설비를 쉽게 알 수 있고, 이에 대한 공정설비를 중심으로 사전예방정비를 수행할 수 있다. 따라서 사전예방정비의 대상을 정하는 데 보다 편리하고 이에 따른 시간을 절약할 수 있다.
본 발명에 의하면 공정설비로부터 나오는 출력값을 미리 설정된 기준값과 비교하여 이에 따라 정상상태, 이상상태, 고장상태로 나누어 작업자에게 알려줌으로써 작업자가 각 상태별로 대처하도록 한다. 따라서 인터록이 발생하더라도 보다 신속하게 작업자가 후속 조치를 취할 수 있다.
또한 공정설비의 인터록 발생과 더불어 이상상태 및 고장상태 발생 여부를 호스트서버에 저장하도록 함으로써 사전예방정비의 필요성 여부를 쉽게 파악할 수 있도록 하였다.
Claims (4)
- 반도체 제조 공정이 진행되는 공정설비와 상기 공정설비를 제어하는 설비제어기 및 상기 설비제어기와 연결되어 전체 공정을 제어하는 호스트서버를 포함하는 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법에 있어서,상기 설비제어기가 상기 공정설비로부터 나오는 출력값을 모니터링하는 단계;상기 설비제어기가 상기 출력값을 사전 설정된 기준값과 비교하는 단계;상기 비교결과를 상기 호스트서버로 통보하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법
- 제 1항에 있어서,상기 비교단계는 상기 설비제어기가 상기 출력값이 정상범위에 있는지, 오프셋 범위에 있는지 및 오프셋 범위를 벗어나는 지를 판정하고 각각의 상태를 상기 호스트서버로 통보하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법
- 제 1항에 있어서,상기 출력값은 상기 공정설비의 구동모터의 엔코더값인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법
- 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 출력값이 상기 정상범위를 벗어나는 경우 상기 공정설비의 작동을 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 자기진단 방법
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Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |