KR20070054012A - 공장 자동화 시스템 및 공장 자동화 시스템의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

공장 자동화 시스템 제어 방법은 공정 관리자가 무선통신 단말기를 사용하여 보안 인증절차를 거쳐 공장 자동화 시스템 서버에 접속하고, 양산관리 서버를 통해 제조 장치의 상태와 제조 장치에 투입할 자재의 자재 관리 정보를 확인할 수 있다. 또한, 자재 관리 정보와 공정기준정보를 비교하여 비교 결과에 따라, 자재를 제조 장치에 투입하기 위해 준비하고, 준비 단계에서 공정상의 오류가 발생하였는지 여부를 확인하여 자재를 상기 제조 장치에 투입한다. 그리고 자재의 투입정보를 저장하여 공정 관리에 이용함으로써 공정 효율을 증대하고 제품의 품질향상에 기여할 수 있다.

Description

공장 자동화 시스템 및 공장 자동화 시스템의 제어 방법{Factory Automation System and Controlling Method thereof}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공장 자동화 시스템을 개략적으로 보여주는 블럭도; 그리고

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공장 자동화 시스템 제어 방법을 보여주는 흐름도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: MES 서버 13: 원부자재 서버

15: 기준정보 서버 20: 단말기

30: 네트워크 50: 저장소

70a~70n: 제조 장치 71a~71n: 제어부

본 발명은 공장 자동화 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 무선 통신 단말기를 이용한 공장 자동화 시스템에 관한 것이다.

반도체 제조 공정(Fabrication)은 실리콘 재질의 웨이퍼를 가공하여 반도체 칩과 같은 반도체 소자(Semiconductor Device)를 제조하는 것으로, 확산(Diffusion), 사진(Photo), 식각(Etch), 박막(Thin Film) 등의 제조 공정들이 반복되어 수행된다.

이들 각 제조 공정은 대응하는 제조 장치들에 의해 수행된다. 예를 들면, 제조 장치들은 확산로(Furnace), 스테퍼(Stepper), 현상기(Developer), 식각 장치(Etcher), 스퍼터링(Sputtering) 장치, 이온주입 장치(Ion Implantation Device) 등을 포함한다. 일반적으로, 각 제조 공정에 따라 다수의 제조 장치들이 시스템으로 연결되어 운용된다. 예를 들면, 다수의 확산로가 단일의 중앙 컴퓨터로 연결되어 공정이 진행됨으로써 개개의 확산로에 대한 제어가 중앙 컴퓨터를 통해 수행될 수 있으며, 이와 같은 방법으로 작업자 또는 공정 관리자의 작업량을 줄일 수 있고, 반도체 제조 공정의 양산화를 도모할 수 있다.

반도체 제품을 양산하는 경우에, 초미세 공정을 진행하여야 할 뿐 아니라 제품 생산기간이 장기간이므로, 제품의 품질에 영향을 주는 요인(사람, 설비, 자재, 등)이 많이 존재한다. 또한, 반도체 제품을 양산함에 있어 다양한 종류의 원부자재 가 필요한데, 소량의 원부자재가 잘못 투입되거나 효율적으로 사용되지 않을 경우에 이로 인한 금전적/시간적 손실은 막대하다. 따라서, 제품의 품질에 영향을 주는 원부자재의 투입(교체)을 효율적으로 관리하고 오투입을 시스템적으로 방지하는 방법이 필요하다.

본 발명의 목적은 무선 통신 단말기를 이용하여 공장 자동화 시스템을 효율적으로 제어함으로써, 생산효율을 높일 수 있는 공장 자동화 시스템 및 공장 자동화 시스템의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

(구성)

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 공장 자동화 시스템 제어 방법은 보안 인증절차를 거쳐 공장 자동화 시스템 서버에 접속하는 단계와; 상기 양산관리 서버를 통해 제조 장치를 선택하고 상기 제조 장치의 상태를 확인하는 단계와; 상기 제조 장치에 투입할 자재의 자재 관리 정보를 확인하는 단계와; 상기 자재 관리 정보와 공정기준정보를 비교하는 단계와; 상기 비교 결과에 따라, 상기 자재를 상기 제조 장치에 투입하기 위해 준비하는 단계와; 상기 준비 단계에서 공정상의 오류가 발생하였는지 여부를 확인하는 단계와; 상기 공정상의 오류가 발생하지 않은 경우에 상기 자재를 상기 제조 장치에 투입하는 단계; 그리고 상기 자재의 투입정보를 저장하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 자재는 스핀 온 글라스(SOG)이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 준비 단계는 상기 스핀 온 글라스를 상온에서 4시간 이상 보관하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 공장 자동화 시스템은 반도체 제조 공정을 수행하는 복수의 제조 장치들과; 상기 제조 장치들 중 어느 하나에 투입될 자재를 보관하는 저장소와; 상기 제조 장치들 및 상기 저장소와 네트워크를 통해 연결되며, 상기 반도체 제조 공정을 자동화하기 위해 상기 제조 장치들 및 상기 저장소의 동작을 제어하는 양산 관리 서버와; 상기 양산 관리 서버의 보안을 강화하기 위한 보안인증 서버; 그리고 상기 보안인증 서버의 인증을 거쳐 상기 양산 관리 서버에 접속하여 상기 자재를 상기 저장소로부터 인출하여 상기 제조 장치들 중 어느 하나에 투입하는 과정을 제어하는 무선통신 단말기를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공장 자동화 시스템은 상기 저장소에 저장된 자재 관리 데이터를 상기 양산 관리 서버에 제공하는 원부자재 서버; 그리고 상기 반도체 제조 공정의 공정 변수에 대하여 일정한 범위로 설정된 공정값을 상기 양산 관리 서버에 제공하는 기준정보 서버를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 원부자재 서버의 상기 자재 관리 데이터는 재고관리 데이터, 선입선출 데이터, 그리고 유효기간 데이터를 포함한다.

(실시예)

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

공장 자동화 시스템 (factory automation system : FAS)이란 수주-설계-제조-검사-출하의 전 공정을 일관된 개념에 따라 컴퓨터와 산업용 로봇(예를 들면, 로봇 암 등)에 의해 자동화하는 시스템을 말한다. 공장 노동자의 단순하고 반복적인 작업을 자동화하여 공장 노동자의 노동력을 절감하는 것이 목적이며, 그 결과 물자 유통의 자동화, 조립 공정의 자동화를 이루어 단위 시간당 생산성을 향상시키고 노동자 수의 감소에 따른 인건비의 절약이라는 이중 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 공장 자동화 시스템에서 무선통신 단말기를 활용하여 중앙 컴퓨터의 반도체 양산관리 시스템과 통신하면서 효과적인 공정 관리를 하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공장 자동화 시스템을 개략적으로 보여주는 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 공장 자동화 시스템(1)은 양산 관리 시스템(MES: Manufacturing Execution System) 서버(10, 이하, MES 서버), 원부자재 서버(13), 기준정보 서버(15), 데이터 베이스(17), 보안 인증 서버(20) 무선 단말기(21), 저장장치(50), 그리고 제조 장치들(70a~70n)을 포함한다.

MES 서버(10)는 원부자재 서버(13), 기준정보 서버(12), 데이터 베이스(17) 및 보안인증 서버(20)의 연결 및 데이터 입/출력 등을 제어한다. MES 서버는 각각의 제조장치의 동작을 소정 시간 동안(또는 소정 조건이 만족할 때까지) 정지키는 잠금 신호(Interlock)를 발생할 수 있다. 이는 제조 장치들에서 진행되는 실제 공정의 결과값 또는 공정 데이터들이 기준 공정값과 일치하지 않거나 공정 사고가 발생하였을 때, 공정 관리자가 제조 장치를 점검하도록 하기 위한 것이다.

원부자재 서버(13)는 냉장고 등 임시 저장고를 포함하는 저장장치(50)에 보관된 원부자재의 재고상황, 선입선출, 유효기간 등의 자재 관리 데이터를 저장하고 재고관리를 하기 위한 장치이다. 기준정보 서버(12)는 작업시간, 온도, 압력 및 공 정가스의 량 등 반도체 제조 공정의 변수(Parameter)에 대하여 일정한 범위의 값으로 설정된 공정값(Specification)에 관한 정보를 관리하고 저장하기 위한 것이다. 데이터 베이스(17)는 실제 진행중인 반도체 제조 공정의 결과값 또는 각종 공정 데이터들을 저장하기 위한 저장장치이다.

보안인증 서버(20)는 공정 관리자가 무선통신 단말기(21)를 통해 MES 서버(10)에 접속할 때, 접근을 요청하는 무선통신 단말기(21)로부터 패스워드를 입력받는 등 소정의 인증절차를 거쳐 접근 여부를 승인하기 위한 장치이다. 무선통신 단말기(21)는 PDA, 휴대폰 등 일반적으로 무선통신에 사용되는 단말기를 포함한다. 단, 산업용 PDA 등 견고성과 성능면에서 일반적인 통신 단말기에 비해 우수한 단말기가 사용되는 것이 바람직하다.

MES 서버(10)는 네트워크(30)를 통해 저장장치(50) 및 제조 장치들(70a~70n)과 연결된다. 저장장치(50)와 제조 장치들(70a~70n)은 제조 장치 내에서 수행되는 공정을 진행하고 조절하는 제어부들(51, 71a~71n, 예를 들면, 장치 컴퓨터)을 포함한다. 각각의 제어부들(71a~71n)은 일반적인 데이터 통신 프로토콜인 TCP/IP를 사용하여 MES 서버(10)와 접속할 수 있다. 또한, 각각의 제어장치들(71a~71n)은 국제 반도체 설비&자재 협회(SEMI: Semiconductor Equipment and Materials International institute)에서 만든 반도체 설비의 표준 프로토콜인 SECS(SEMI Equipment Communication Standard)와 GEM(General Equipment Model) 등을 사용한다.

본 발명에 따라, 무선통신 단말기를 사용하여 공장 자동화 시스템을 제어하 는 방법을 설명하도록 한다. 설명의 편의를 위해 반도체 제조 공정에 쓰이는 중요한 원부자재인 SOG(Spin On Glass)를 해당 제조 장치에 투입하는 경을 예를 들어 설명한다.

SOG는 반도체 제조 공정 중 층간 절연막을 형성하는데 사용되는 화학물질로써, 유효기간, 냉장보관 여부 및 상온에서의 대기 시간 등의 공정 데이터가 특별히 관리/운영되어야 하는 원부자재이다. SOG의 재고 현황 등 일반적인 자재관리는 MES 서버(10)를 통해 연결되는 원부자재 서버(13)에서 수행된다. 그러나, 자재의 냉장보관 여부, 보관 시간 관리 및 해당 제조 장치로의 투입 등 세세한 과정까지 완전 자동화하기에는 전체 시스템에 과부하가 발생한다. 따라서, 이러한 실제 공정 절차에서의 관리는 일반적으로 공정 관리자가 직접 수행한다. 그러나 공정 관리자가 이러한 절차를 현장에서 직접 제어하는 것은 매우 번거로우며, SOG의 오 투입 또는 상온 보관 시간 오류 등으로 반도체 제품의 품질에 악영향을 줄 가능성 크다. 따라서, 본 발명은 공정 관리자의 번거로움을 줄이고 반도체 제품의 품질 향상에 기여할 수 있도록 정확한 공정을 수행하기 위한 방법을 제시한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공장 자동화 시스템 제어 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 공정 관리자는 필요시 산업용 PDA 등의 무선통신 단말기(21)를 이용하여 보안인증 서버(20)에 접속한다. 보안인증 서버(20)에서는 무선통신 단말기(21)의 연결신호가 감지되면 ID와 패스워드를 확인하는 등의 소정의 보안 인증 절차를 통해 무선통신 단말기 사용자(즉, 공정 관리자)를 MES 서버(10)에 연결한다(S10).

공정 관리자가 제조 장치들(70a~70n) 중 하나를 선택하면, MES 서버(10)는 선택된 제조 장치에 대한 정기 점검 상태 및 동작 상태 등의 정보들을 전송하고 공정 관리자는 무선통신 단말기(21)를 통해 상기 정보들을 확인할 수 있다(S15). 공정 관리자가 저장소(50)를 선택하면, MES 서버(10)는 원부자재 서버(13)를 연결하여 저장소(50) 내의 각종 원부자재의 자재 관리 데이터 즉, 자재의 재고상황 및 선입선출, 유효기간 등의 정보를 전송한다. 공정관리자는 저장소(50)에 보관된 자재를 선택할 때, 무선통신단말기를 이용하여 바코드를 읽음으로써 선택할 수 있다(S20).

공정관리자가 SOG의 바코드 읽어 바코드 데이터를 전송하면, MES 서버(10)는 기준정보서버(15)를 연결하여 SOG의 기준 정보(마커, 자재명, 유효기간 등)를 제공하고, SOG의 오 투입 여부 등을 확인한다(S30). 공정관리자가 모든 정보를 확인한 후 SOG를 투입 준비 및 대기를 승인하면, MES 서버(10)는 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 저장소(50)의 제어부(51)를 연결하고 SOG를 저장소(50)에서 반출하여 상온에서 소정 시간 이상(4시간 이상) 보관하도록 한다(S40).

이어서, MES 서버(10)는 SOG의 바코드 데이터를 원부자재 서버(13)로부터의 정보와 비교하여 상온에서의 대기 시간 등을 확인하고, 기준정보 서버(15)의 공정기준정보를 받아 오류 발생 여부 등을 확인한다(S50). 이때, 오류가 발생하면, MES 서버(10)는 잠금신호(Interlock)을 발생시켜 공정 관리자 또는 담당 엔지니어의 점검이 있을 때까지 제조 장비들(70a~70n)의 작동을 중단시킨다(S52).

확인결과 오류가 발생하지 않은 때에는, MES 서버(10)는 SOG를 해당 장치에 투입하라는 공정 관리자의 최종 승인(교체이력정보 송신)에 따라 선택된 제조 장치(70a)의 제어부(71a)를 연결하여, SOG를 투입한다(S60). 또한, MES 서버(10)는 교체이력정보를 원부자재 서버(13)로 전송하여 구매 및 자재 관리 등의 데이터로 활용되도록 하고, 공정값으로 데이터 베이스(17) 등에 저장할 수 있다(S70).

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 반도체 제조 공정 중 일부 공정에 사용되는 원부자재를 현장에서 효율적으로 관리할 수 있어 반도체 제품의 품질향상에 기여할 수 있다. 또한, 공장 자동화 시스템 중에 완전한 자동화가 이루어지지 않은 영역에 적용하여 공정 관리자의 실수 및 번거로움을 줄임으로써, 반도체 제조 공정의 효율을 증대시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 과장될 수도 있으며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.

본 발명에 따르면, 공정 관리자가 원부자재의 투입 대기 및 보관 조건 등을 를 무선통신 단말기를 사용하여 효율적으로 관리할 수 있어 반도체 제품의 품질향상에 기여할 수 있다.

또한, 완전 자동화가 이루어지지 않은 세부 공정에 대한 공정 관리자의 부담 및 실수를 줄임으로써, 반도체 제조 공정의 효율을 높여 생산성을 향상시킬 수 있 다.

Claims (6)

1. 보안 인증절차를 거쳐 공장 자동화 시스템 서버에 접속하는 단계;

   상기 양산관리 서버를 통해 제조 장치를 선택하고 상기 제조 장치의 상태를 확인하는 단계;

   상기 제조 장치에 투입할 자재의 자재관리 정보를 확인하는 단계;

   상기 자재관리 정보와 공정기준정보를 비교하는 단계;

   상기 비교 결과에 따라, 상기 자재를 상기 제조 장치에 투입하기 위해 준비하는 단계;

   상기 준비 단계에서 공정상의 오류가 발생하였는지 여부를 확인하는 단계;

   상기 공정상의 오류가 발생하지 않은 경우에 상기 자재를 상기 제조 장치에 투입하는 단계; 그리고

   상기 자재의 투입정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공장 자동화 시스템의 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자재는 스핀 온 글라스(SOG)인 것을 특징으로 하는 공장 자동화 시스템의 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 준비 단계는

   상기 스핀 온 글라스를 상온에서 4시간 이상 보관하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공장 자동화 시스템의 제어방법.
4. 반도체 제조 공정을 수행하는 복수의 제조 장치들;

   상기 제조 장치들 중 어느 하나에 투입될 자재를 보관하는 저장소;

   상기 제조 장치들 및 상기 저장소와 네트워크를 통해 연결되며, 상기 반도체 제조 공정을 자동화하기 위해 상기 제조 장치들 및 상기 저장소의 동작을 제어하는 양산 관리 서버;

   상기 양산 관리 서버의 보안을 강화하기 위한 보안인증 서버; 그리고

   상기 보안인증 서버의 인증을 거쳐 상기 양산 관리 서버에 접속하여 상기 자재를 상기 저장소로부터 인출하여 상기 제조 장치들 중 어느 하나에 투입하는 과정을 조절하는 무선통신 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 공장 자동화 시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 공장 자동화 시스템은

   상기 저장소에 저장된 자재 관리 데이터를 상기 양산 관리 서버에 제공하는 원부자재 서버; 그리고

   상기 반도체 제조 공정의 공정 변수에 대하여 일정한 범위로 설정된 공정값을 상기 양산 관리 서버에 제공하는 기준정보 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공장 자동화 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 원부자재 서버의 상기 자재 관리 데이터는 재고관리 데이터, 선입선출 데이터, 그리고 유효기간 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공장 자동화 시스템.

Images