KR20200079850A - 공정관리시스템 - Google Patents

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KR20200079850A KR1020180169484A KR20180169484A KR20200079850A KR 20200079850 A KR20200079850 A KR 20200079850A KR 1020180169484 A KR1020180169484 A KR 1020180169484A KR 20180169484 A KR20180169484 A KR 20180169484A KR 20200079850 A KR20200079850 A KR 20200079850A
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Abstract

본 발명은 공정관리시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 공정관리시스템은, 센서데이터를 생성하는 기판처리장치와, 상기 기판처리장치로부터 상기 센서데이터를 수신하고, 상기 센서데이터를 분석하는 중간분석장치와, 상기 중간분석장치로부터 상기 분석데이터를 수신하는 서버장치를 포함하고, 상기 중간분석장치는, 상기 센서데이터를 수신하여 저장하는 데이터수신저장부와, 기준데이터를 수신하여 저장하는 기준데이터수신저장부와, 상기 기준데이터 및 상기 센서데이터를 기반으로 공정처리의 이상유무를 판단하는 데이터분석판단부와, 상기 공정판단부의 판단결과 공정처리에 이상이 있는 경우 상기 센서데이터를 다운샘플링하는 다운샘플링부와, 상기 다운샘플링된 센서데이터를 상기 서버장치로 전송하는 데이터전송부를 포함한다.

Description

공정관리시스템{PROCESS MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 공정관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판처리장치로부터 서버장치로의 센서데이터 전송으로 인한 네트워크 부하를 감소시킬 수 있는 공정관리시스템에 관한 것이다.
반도체 제조를 위한 설비는 공정처리를 위한 다수의 유닛을 포함하고 있고, 다수의 유닛 각각에는 각 유닛의 상태를 파악하기 위한 복수의 센서가 구비되어 있다. 이러한 복수의 센서들로부터 제공되는 데이터는 서버장치로 전송되어 저장 및 분석된다. 작업자는, 특정 처리공정의 이상유무를 판단하기 위해, 서버장치에 저장된 데이터 중 필요한 데이터만을 원격으로 수신하여 분석할 수 있다.
한편, 복수의 설비 각각이 복수의 센서로부터 제공되는 센서데이터는 방대한 양이며, 이러한 센서데이터가 서버장치로 전송되는 경우, 네트워크 과부하를 일으킬 뿐 아니라, 데이터 전송에 따른 막대한 비용도 발생한다. 이와 더불어, 서버장치는 막대한 양의 데이터를 분석해야 하므로 분석속도가 늦어질 수밖에 없다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은, 네트워크 부하를 감소시킬 수 있는 공정관리시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 공정관리시스템은, 센서데이터를 생성하는 기판처리장치; 상기 기판처리장치로부터 상기 센서데이터를 수신하고, 상기 센서데이터를 분석하는 중간분석장치; 상기 중간분석장치로부터 상기 분석데이터를 수신하는 서버장치를 포함하고, 상기 중간분석장치는, 상기 센서데이터를 수신하여 저장하는 데이터수신저장부; 기준데이터를 수신하여 저장하는 기준데이터수신저장부; 상기 기준데이터 및 상기 센서데이터를 기반으로 공정처리의 이상유무를 판단하는 데이터분석판단부; 상기 공정판단부의 판단결과 공정처리에 이상이 있는 경우 상기 센서데이터를 다운샘플링하는 다운샘플링부; 및 상기 다운샘플링된 센서데이터를 상기 서버장치로 전송하는 데이터전송부를 포함한다.
또한 실시예에 있어서, 다운샘플링부는, 상기 센서데이터를 미분하여 미분데이터를 생성하는 미분데이터생성부; 상기 미분데이터의 미분값의 절대값 크기에 따라 복수의 시간구간으로 분할하는 샘플링구간분할부; 및 상기 복수의 시간구간에 해당되는 데이터를 이에 대응되는 각각의 샘플링주기로 다운샘플링하는 샘플링부를 포함하며, 미분값의 절대값 크기가 큰 시간구간일수록 샘플링주기가 작게 설정될 수 있다.
또한 실시예에 있어서, 상기 복수의 시간구간은, 상기 미분데이터에서 미분값의 절대값 크기가 상대적으로 큰 적어도 하나의 시간구간인 제1 구간과, 상기 미분데이터에서 미분값의 절대값 크기가 상대적으로 작은 적어도 하나의 시간구간인 제2 구간을 포함하고, 상기 샘플링주기는 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각에 대응되는 제1 샘플링주기 및 제2 샘플링주기를 포함하고, 상기 제1 샘플링주기는 상기 제2 샘플링주기보다 짧게 설정될 수 있다.
또한, 실시예에 있어서, 상기 제1 샘플링주기는 1인 것로 설정될 수 있다.
또한 실시예에 있어서, 상기 중간분석장치 및 상기 기판처리장치는 복수개이고, 상기 복수개의 중간분석장치 각각은 상기 기판처리장치 각각에 대응될 수 있다.
본 발명에 의하면, 서버장치로 전송되는 데이터양을 감소시켜 네트워크 부하를 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 서버장치의 데이터분석양도 감소시켜 서버장치의 부하를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 센서데이터를 다운샘플링함으로써 전송되는 데이터양을 감소시킬 수 있다. 또한 특징부에 짧은 샘플링주기를 적용하고, 비특징부에 긴 샘플링주기를 적용함으로써, 특징부에 대한 데이터 손실을 최대한 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공정관리시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 중간분석장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 다운샘플링부를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 4는 센서데이터를 그래프로 표현한 예시도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 그래프에 대응되는 센서데이터가 다운샘플링되는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략하였다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우만을 한정하는 것이 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 명세서 전체에서, 단수는 단수 뿐만 아니라 복수의 의미로 해석될 수도 있다.
설명의 간략함을 위해, 본 명세서에서는 예시를 들어 순서도 또는 플로우 차트의 형태로 하나 이상의 방법이 일련의 단계로서 도시되고 기술되어 있지만, 본 발명이 단계들의 순서에 의해 제한되지 않는데 그 이유는 본 발명에 따라 본 명세서에 도시되고 기술되어 있는 것과 다른 순서로 또는 다른 단계들과 동시에 행해질 수 있기 때문이라는 것을 잘 알 것이다. 또한, 예시된 모든 단계들이 본 발명에 따라 방법을 구현해야만 하는 것은 아닐 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공정관리시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공정관리시스템(10)은, 기판처리장치(100), 중간처리장치(200), 서버장치(300)를 포함한다.
기판처리장치(100)는 공정처리를 위한 복수의 유닛을 포함하고, 복수의 유닛 각각에는 적어도 하나의 센서가 구비될 수 있다. 적어도 하나의 센서는 센서데이터를 생성한다. 센서는 각 유닛의 공정처리환경을 유지하는 데 필요한 환경인자를 센싱하기 위한 것이다. 예를 들어 센서는 유량센서, 온도센서, 압력센서, 소음센서, 전류센서, 오염센서, 시간센서 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 기판처리장치(100)는 복수개일 수 있다.
중간분석장치(200)는 기판처리장치(100)마다 구비될 수 있다. 중간분석장치(200)는 기판처리장치(100)와 유선 또는 무선 통신을 통해 연결된다.
중간분석장치(200)는 기판처리장치(100)로부터 센서데이터를 수신하고, 외부서버 또는 기판처리장치(100)부터 기준데이터를 수신하고, 센서데이터와 기준데이터를 기반으로 공정처리과정에서의 이상유무를 판단하고, 판단결과 및 센서데이터를 가공하여 서버장치(300)에 전송하거나 판단결과만을 서버장치(300)에 전송할 수 있다.
이때 센서데이터는 각 기판에 대한 기판처리공정진행 중에 센서에 의해 생성되는 불연속 또는 연속적인 데이터를 포함한다. 각 유닛에는 적어도 하나의 센서가 구비되며, 센서데이터는 전체 유닛에 구비되는 복수의 센서에 의해 생성되는 복수의 데이터를 포함할 수 있다.
중간분석장치(200)는 공정처리과정에서 이상이 발견되는 경우, 센서데이터를 가공하고 가공된 센서데이터를 서버장치(300)로 네트워크(400)를 통해 전송한다. 이때 가공된 센서데이터는 센서데이터의 다운샘플링된 데이터일 수 있다. 또한, 중간분서장치(200)는 가공된 센서데이터와 함께 공정처리과정의 이상유무 판단결과를 함께 서버장치(300)로 전송할 수 있다. 한편 중간분석장치(200)는 다운샘플링되지 않은 센서데이터를 서버장치(300)에 전송할 수도 있다.
공정처리과정이 정상이라고 판단되는 경우, 중간분석장치(200)는 상기 공정처리과정의 판단결과를 서버장치(300)로 전송하거나 또는 아무 동작도 수행되지 않을 수 있다. 중간분석장치(200)는, 정상이 아닌 경우와 비교하기 위한 샘플로서, 정상이라고 판단되는 센서데이터 중 어느 하나를 전송할 수도 있다.
중간분석장치(200)는 정상이라고 판단된 공정처리과정에 대응되는 센서데이터는 중간분석장치의 저장용량을 확보하기 위해 삭제할 수 있다.
서버장치(300)는 네트워크(400)을 통해 중간분석장치(200)으로부터 가공된 센서데이터를 수신하거나, 가공된 센서데이터를 공정처리과정의 이상유무 판단결과와 함께 수신하거나, 공정처리과정의 이상유무 판단결과만을 수신하거나, 또는 아무것도 수신하지 못할 수 있다. 여기서 네트워크(400)는 공지된 유선, 무선 통신수단을 의미한다.
작업자가 필요한 데이터는 공정처리과정에서 이상이 발생한 데이터이므로, 판단결과 공정처리과정에서 이상이 발생한 센서데이터를 가공하여 서버장치로 전송하는 경우, 네트워크 과부하를 방지할 수 있을 뿐 아니라, 서버장치의 분석판단 지연을 방지할 수 있다.
이하 도 2 및 도 5를 참조하여, 중간분석장치(200)에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 중간분석장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 다운샘플링부를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다. 그리고 도 4는 센서데이터를 그래프로 표현한 도면이고, 도 5는 그래프에 대응되는 센서데이터가 다운샘플링되는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참조하면, 중간분석장치(200)는 데이터수신저장부(210), 기준데이터수신저장부(220), 데이터판단부(230), 다운샘플링부(240), 데이터송신부(250)를 포함한다.
데이터수신저장부(210)는 기판처리장치(100)로부터 센서데이터를 수신하여 저장한다. 센서데이터가 기판 하나에 대응되는 센서데이터가 아닌 연속적인 기판에 대응되는 연속적인 센서데이터인 경우, 데이터수신저장부(210)에서 기판 각각에 대한 센서데이터로 분할되어 저장될 수 있다.
기준데이터수신저장부(220)는 외부서버 또는 서버장치(300)로부터 기준데이터를 수신하여 저장한다. 외부서버에는 사용자에 의해 설정된 상한, 하한 설정치에 대한 정보 또는 그래프 형태로 표현된 정보를 갖는다. 기준데이터수신저장부(220)는 필요에 의해 외부서버로부터 기준데이터를 수신하여 이미 저장된 기준데이터를 업데이트할 수 있다.
데이터판단부(230)는 기준데이터를 기반으로 센서데이터를 분석하여 공정처리과정의 이상유무를 판단한다. 기준데이터가 상한값과 하한값 중 적어도 하나에 대한 정보을 갖고 있는 경우, 센서데이터의 상한값 및 하한값 중 적어도 하나를 기준데이터의 상한값과 하한값 중 적어도 하나와 비교하여 공정처리과정의 이상유무를 판단할 수 있다. 또는 기준데이터가 그래프로 제공되는 경우에는 센서데이터를 그래프로 표현한 뒤 기준데이터의 그래프와 비교하여 유사하지 않은 부분이 있는지 판단하여 공정처리과정의 이상유무를 판단할 수 있다. 이외에도 공정처리과정에서의 이상유무를 판단하는 공지된 방법을 이용할 수 있다.
다운샘플링부(240)는 데이터분석판단부(230)에 의해 공정처리과정이 이상이 존재하는 것으로 판단되는 경우, 이상으로 판단된 공정처리과정에 대응되는 센서데이터를 다운샘플링한다. 또는 데이터분석판단부(230)에 의해 공정처리과정이 정상이라고 판단된 경우라도, 정상샘플로서 어느 하나의 센서데이터를 다운샘플링할 수 있다.
데이터송신부(250)는 다운샘플링부(240)에서 샘플링된 센서데이터를 서버장치(300)로 전송한다. 데이터송신부(250)는 공정처리과정의 이상유무 판단결과도 함께 서버장치(300)로 전송할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다운샘플링부(240)는 미분데이터생성부(241), 샘플링구간분할부(242), 샘플링부(243)를 포함한다.
미분데이터생성부(241)는 센서데이터를 미분하여 미분데이터를 생성한다. 샘플링구간분할부(242)는 미분데이터의 미분값의 절대값 크기에 기반하여 복수의 시간구간으로 분할한다. 샘플링부(243)는 복수의 시간구간에 해당되는 데이터를 이에 대응되는 각각의 샘플링주기로 다운샘플링한다. 이때, 미분값의 절대값 크기가 큰 시간구간일수록 샘플링주기가 작게 설정될 수 있다.
예를 들면, 상기 복수의 시간구간은, 상기 미분데이터에서 미분값의 절대값 크기가 상대적으로 큰 특징부에 대응되는 센서데이터가 연속되는 적어도 하나의 제1 시간구간과, 상기 미분데이터에서 미분값의 절대값 크기가 상대적으로 작은 특징부에 해당하지 않은 센서데이터가 연속되는 적어도 하나의 제2 시간구간을 포함한다.
샘플링주기는 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 각각에 대응되는 제1 샘플링주기 및 제2 샘플링주기를 포함한다. 상기 제1 샘플링주기는 상기 제2 샘플링주기보다 짧게 설정될 수 있다. 특히 제1 샘플링주기를 1로 설정하는 경우, 특징부의 센서데이터를 온전히 보전할 수 있다.
도 4는 온도센서에 의한 센서데이터의 다운샘플링의 예를 보여주는 그래프이고, 도 5는 그래프에 대한 수치를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 샘플링구간분할부(242)는 미분값의 절대값 크기의 전체 개수를 구한다. 일 예로 표에서는 미분데이터의 전체 개수를 100개로 나타내었다. 미분데이터에 인덱싱(t2, t2, t3, ...t100)이 없는 경우 미분데이터에 인덱싱을 한 뒤, 미분값의 절대값 크기를 내림차순으로 정렬한다. 미리 설정된 선택비율n에 따라 미분데이터를 절대값크기가 큰 순서대로 특징부인 제1 그룹 및 비특징부인 제2 그룹으로 분류하고, 다시 인덱싱 순서에 따라 미분데이터를 정렬한다. 여기서 미리 설정된 선택비율 n은 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 데이터에서 중요한 부분은 변화량이 큰 부분이다. 베이크 유닛의 경우, 공정처리과정에서 중요한 부분은 기판이 베이크 유닛에 제대로 안착되었는지 여부이며, 안착여부와 관련된 데이터는 센서데이터의 일부분에 불과하다. 1그룹이 연속되는 구간을 제1 시간구간으로 설정하고, 제2 그룹이 연속되는 구간을 제2 시간구간으로 설정한다.
샘플링부(243)는 제1 시간구간에 대응되는 센서데이터에 제1 샘플링주기를 적용하여 샘플링하고 제2 시간구간에 대응되는 센서데이터에 제2 샘플링주기를 적용하여 샘플링하여 샘플링된 센서데이터를 생성한다.
예를 들어 제1 샘플링주기는 특징부의 센서데이터를 그대로 유지하기 위해 1로 설정될 수 있고, 제2 샘플링주기는 1보다 큰 수, 예를 들어 5로 설정될 수 있다. 샘플링주기가 1인 경우 센서데이터는 그대로 유지되며, 샘플링주기가 5인 경우 센서데이터를 구성하는 데이터 5개마다 하나씩만 유지된다.
표를 참조하면, t1 내지 t15는 그룹2로서 제2 시간구간에 대응되며, 샘플링주기 5가 적용된다. 따라서 샘플링되는 경우, t1, t6, t11에 대응되는 센서데이터가 샘플링데이터에 포함될 수 있다. t16 내지 t25는 그룹1로서 샘플링주기 1이 적용된다. 따라서 t16 내지 t25에 대응되는 센서데이터는 샘플링데이터에 모두 포함된다. 이후 t26 내지 t100은 그룹2로서, 샘플링주기 5가 적용되며 t26, t31, t36, t41...에 대응되는 센서데이터가 샘플링데이터에 포함될 수 있다. 샘플링주기에 시간구간들이 딱 맞아떨어지지 않는 경우, 센서데이터를 그대로 유지하거나 임의로 처리될 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5에서는 샘플링그룹, 샘플링주기, 시간구간이 2개로 설정되었지만, 필요에 따라 3개 이상으로 설정될 수도 있다.
본 발명의 다운샘플링 방법에 따르면, 센서데이터를 일률적으로 다운샘플링하지 않고 특징부에 해당되는 센서데이터에 대한 샘플링주기를 작게 설정함으로써 특징부에 해당되는 데이터를 원본 그대로 유지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 작업자가 필요한 데이터는 공정처리과정에서 이상이 발생한 데이터이며, 판단결과 공정처리과정에서 이상이 발생한 데이터만 서버장치로 전송하므로 네트워크 과부하를 방지할 수 있을 뿐 아니라, 서버장치의 분석판단 지연을 방지할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 출원의 바람직한 실시예 들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 공정관리시스템 100: 기판처리장치
200: 중간분석장치 210: 데이터수신저장부
220: 기준데이터수신저장부 230: 데이터판단부
240: 다운샘플링부 241: 미분데이터생성부
232: 샘플링구간분할부 243: 샘플링부
250: 데이터송신부 300: 서버장치

Claims (5)

  1. 센서데이터를 생성하는 기판처리장치;
    상기 기판처리장치로부터 상기 센서데이터를 수신하고, 상기 센서데이터를 분석하는 중간분석장치;
    상기 중간분석장치로부터 상기 분석데이터를 수신하는 서버장치를 포함하고,
    상기 중간분석장치는,
    상기 센서데이터를 수신하여 저장하는 데이터수신저장부;
    기준데이터를 수신하여 저장하는 기준데이터수신저장부;
    상기 기준데이터 및 상기 센서데이터를 기반으로 공정처리의 이상유무를 판단하는 데이터분석판단부;
    상기 공정판단부의 판단결과 공정처리에 이상이 있는 경우 상기 센서데이터를 다운샘플링하는 다운샘플링부; 및
    상기 다운샘플링된 센서데이터를 상기 서버장치로 전송하는 데이터전송부를 포함하는 공정관리시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다운샘플링부는,
    상기 센서데이터를 미분하여 미분데이터를 생성하는 미분데이터생성부;
    상기 미분데이터의 미분값의 절대값 크기에 따라 복수의 시간구간으로 분할하는 샘플링구간분할부; 및
    상기 복수의 시간구간에 해당되는 데이터를 이에 대응되는 각각의 샘플링주기로 다운샘플링하는 샘플링부를 포함하며,
    미분값의 절대값 크기가 큰 시간구간일수록 샘플링주기가 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 공정관리시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 시간구간은,
    상기 미분데이터에서 미분값의 절대값 크기가 상대적으로 큰 적어도 하나의 센서데이터가 연속되는 제1 시간구간과, 상기 미분데이터에서 미분값의 절대값 크기가 상대적으로 작은 적어도 하나의 센서데이터가 연속되는 제2 시간구간을 포함하고,
    상기 샘플링주기는 상기 제1 시간구간 및 상기 제2 시간구간 각각에 대응되는 제1 샘플링주기 및 제2 샘플링주기를 포함하고,
    상기 제1 샘플링주기는 상기 제2 샘플링주기보다 짧은 것을 특징으로 하는 공정관리시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 샘플링주기는 1인 것을 특징으로 하는 공정관리시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중간분석장치 및 상기 기판처리장치는 복수개이고,
    상기 복수개의 중간분석장치 각각은 상기 기판처리장치 각각에 대응되는 것을 특징으로 하는 공정관리시스템.
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