KR20040050973A - Total management system and control method for realtime monitoring of time interlock - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조 공정 관리 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 실시간 모니터링을 위하여 공정 스텝마다 스텝 시간을 설정하고, 설정된 스텝 시간들을 모니터링하여 인터락 시간을 제어하는 반도체 제조 설비의 통합 관리 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing process management system, and more particularly, an integrated management system of a semiconductor manufacturing facility for setting a step time for each process step for real-time monitoring, and controlling the interlock time by monitoring the set step times; It relates to a control method thereof.
일반적으로 반도체 제조 설비는 다수의 공정들을 구비하며, 각각의 공정마다 다양한 공정 레시피(recipe)를 사용한다. 공정 레시피는 각각의 공정 조건마다 다르게 사용된다. 또한 이들 각 공정들은 공정 레시피에 따라 공정 스텝들을 구비하고 있으며, 이러한 공정 스텝들은 공정 특성에 따라 스텝 시간(step time)이 서로 다르게 설정되어 있다. 따라서 이 스텝 시간에 의해 공정의 양호와 불량 상태가 결정된다.In general, semiconductor manufacturing facilities have a number of processes, each of which uses a variety of process recipes. Process recipes are used differently for each process condition. In addition, each of these processes includes process steps according to a process recipe, and these process steps have different step times according to process characteristics. Therefore, the good and bad conditions of the process are determined by this step time.
예를 들어, 공정 진행시, 스텝 시간을 초과하거나 지정된 시간에 도달되지 않는 경우가 발생되어 공정 설비의 동작이 정지된다. 그 결과, 공정 진행을 제어하는 관리 시스템은 인터락(interlock)을 설정하고, 공정 사고가 발생되면, 인터락이 발생된 원인을 오퍼레이터로 하여금 직접 확인케 하여 조치를 취하도록 한다. 그러므로 적절한 스텝 시간의 설정은 반도체 품질 사고 등을 미연에 방지하거나 반도체 품질을 향상시키는데 중요한 역할을 하게 된다.For example, during the process, a case of exceeding the step time or not reaching the designated time occurs, the operation of the process equipment is stopped. As a result, the management system for controlling process progress sets an interlock, and if a process accident occurs, causes the operator to directly identify the cause of the interlock and take action. Therefore, proper step time setting plays an important role in preventing semiconductor quality accidents or improving semiconductor quality.
반도체 제조 공정에서의 공정 제어 및 모니터링을 위한 관리 시스템은 반도체 제조 공정에서 각각의 공정 스텝들의 시퀀스를 설정하고, 이들을 순차적으로 진행하도록 한다. 그러나 어떠한 공정 설비는 빠른 시간 동안에 공정이 진행되도록 설정되며, 다른 공정 설비 또는 동일한 공정 설비일지라도 공정 특성에 따라 보다 늦은 시간동안에 공정이 진행되는 경우가 있다. 그 결과, 공정 설비간의 스텝 시간 설정 차이로 인하여 공정 설비 또는/및 관리 시스템이 오동작을 일으키거나 공정 진행이 지연되어 생산성 저하를 야기시킨다.A management system for process control and monitoring in a semiconductor manufacturing process sets the sequence of respective process steps in the semiconductor manufacturing process and allows them to proceed sequentially. However, some process equipment is set so that the process proceeds in a short time, and even in the case of other process equipment or the same process equipment, the process may be performed at a later time depending on the process characteristics. As a result, the difference in the step time setting between the process equipments causes the process equipment and / or management system to malfunction or delay the process progress, leading to a decrease in productivity.
또한 다양한 공정에 대응하여 설비 엔지니어(또는 오퍼레이터)가 설비 파라메터를 변경하기 위해 공정 레시피를 변경하는 경우가 매우 빈번한데, 이 때 다른 공정 스텝들의 설정 조건을 변경하는 작업 미스가 발생되어 런(run) 사고가 발생되는 경우가 빈번하다.In addition, it is very common for a facility engineer (or operator) to change a process recipe in order to change a facility parameter in response to various processes. Accidents often occur.
도 1을 참조하면, 일반적인 반도체 제조 공정을 위한 통합 관리 시스템(10)은 내부 네트워크를 통하여 다수의 공정 설비들(2 ~ 6)과, 공정 관리 시스템(12) 및 오퍼레이터 인터페이스 장치(14)가 상호 연결된다.Referring to FIG. 1, the integrated management system 10 for a general semiconductor manufacturing process includes a plurality of process facilities 2 to 6, a process management system 12, and an operator interface device 14 connected to each other through an internal network. Connected.
상기 공정 설비들(2 ~ 6)은 예를 들어, 웨이퍼를 로트 단위로 로딩하여 해당 공정을 진행한다.The process facilities 2 to 6 load the wafer in a lot unit, for example, and proceed with the corresponding process.
상기 오퍼레이터 인터페이스(Operator Interface) 장치(14)는 예컨대, 퍼스널 컴퓨터로 구비되며, 이를 통해 오퍼레이터로부터 공정 설비의 특정 레시피를 위한 설정 정보들을 입력받아 공정 관리 시스템(12)으로 전송하고, 공정 관리 시스템(12)으로부터 공정 진행에 따른 모니터링, 데이터 생성 및 분석된 정보들을 제공받아 공정 설비들(2 ~6)을 실시간으로 모니터링한다.The operator interface device 14 may be provided as a personal computer, for example, and receives setting information for a specific recipe of the process equipment from the operator and transmits the setting information to the process management system 12. The process equipment (2 to 6) is monitored in real time by receiving monitoring, data generation, and analyzed information according to the process progress from 12).
그리고 상기 공정 관리 시스템(12)은 전형적인 서버 시스템으로서, 오퍼레이터 인터페이스 장치(14)로부터 입력된 설정 정보를 이용하여 상기 공정 설비들(2 ~ 6)로 전송하여 해당 공정을 진행하도록 제어한다. 또한, 공정 설비들(2 ~ 6)로부터 특정 레시피에 따른 공정 진행 상태를 모니터링하거나 데이터 생성 및 분석하여 다양한 정보를 오퍼레이터 인터페이스 장치(14)로 전송한다.The process management system 12 is a typical server system, which transmits the process information to the process facilities 2 to 6 using the setting information input from the operator interface device 14 to control the process. In addition, the process progresses according to a specific recipe from the process facilities (2 to 6) or the data generated and analyzed to transmit a variety of information to the operator interface device (14).
따라서 통합 관리 시스템(10)은 먼저, 오퍼레이터에 의해서 해당 공정 설비(2, 4 또는 6)의 웨이퍼 로트 단위로 진행되는 공정 레시피에 대응하여 해당 공정에 관련된 다양한 데이터, 예컨대, 해당 공정 설비에 로딩될 로트의 식별 번호, 로트에 요구되는 공정 레시피의 설정 정보들을 오퍼레이터 인터페이스 장치(14)에 입력된다. 오퍼레이터 인터페이스 장치(14)는 내부 네트워크를 통하여 공정 관리 시스템(12)으로 다양한 데이터들을 전송한다.Accordingly, the integrated management system 10 may first load various data related to the process, for example, corresponding process equipment in response to a process recipe which is performed by the operator in the unit of wafer lot of the process equipment 2, 4, or 6. Lot identification numbers and setting information of process recipes required for the lot are input to the operator interface device 14. The operator interface device 14 transmits various data to the process management system 12 via the internal network.
이어서 공정 관리 시스템(12)은 전송된 데이터에 대응하여 공정 설비(2, 4 또는 6)를 제어하고, 진행 상태 및 결과에 따른 정보를 수집한다. 따라서 오퍼레이터 인터페이스 장치(14)는 수집된 정보를 받아서 해당 공정 결과를 검토한 후, 설정된 공정 조건이 해당 공정에 적절한가의 여부를 판단한다.The process management system 12 then controls the process equipment 2, 4 or 6 in response to the transmitted data and collects information according to the progress and results. Therefore, the operator interface device 14 receives the collected information, reviews the corresponding process result, and then determines whether the set process condition is appropriate for the corresponding process.
이 때, 공정 관리 시스템(12)은 수집된 정보를 이용하여 공정 설비의 오동작 또는 공정 레시피의 오류 설정 등을 판별한다. 예컨대, 판별 결과에 따라 오퍼레이터 인터페이스 장치(14)로 알람 또는 경고 메시지 등을 제공한다. 특히, 공정 관리 시스템(12)은 계속해서 공정 진행이 어려운 경우에는 설정된 인터락 시간에 의해 공정 설비들(2 ~ 6)로 인터락(interlock)을 발생시켜서 공정 진행을 중지시킴으로 무리한 공정 진행에 따른 에러 발생을 방지한다.At this time, the process management system 12 determines the malfunction of the process equipment or the error setting of the process recipe using the collected information. For example, an alarm or warning message is provided to the operator interface device 14 according to the determination result. In particular, the process management system 12 generates an interlock to the process facilities 2 to 6 by the set interlock time when the process progress is difficult, and thus stops the process progress. Prevent errors.
상술한 바와 같이, 일반적인 반도체 제조 공정을 제어하기 위한 통합 관리 시스템(10)은 공정 관리 시스템(12)에 설정된 인터락 시간에 대응하여 공정 설비들을 제어함으로써, 각 공정 설비의 진행 상태를 모니터링하거나 공정 진행에 따른 에러 발생시 후속 조치를 취할 수 있다.As described above, the integrated management system 10 for controlling the general semiconductor manufacturing process controls the process facilities in response to the interlock time set in the process management system 12, thereby monitoring the progress of each process facility or You can take further action in case of an error in the process.
그러나 인터락 시간 설정이 잘못되어 시스템(10)이 정지되었다 하더라도 오퍼레이터 인터페이스 장치(14)에는 작업중인 상태로 디스플레이되어 오퍼레이터(엔지니어)가 직접 공정 설비를 확인하지 않고서는 시스템 정지 상태를 확인할 수 없다.However, even if the system lock is stopped due to an incorrect interlock time setting, the operator interface device 14 is displayed as a working state, and the system stop state cannot be confirmed without the operator (engineer) directly checking the process equipment.
또한 해당 공정 진행이 종료되어 로트 단위의 웨이퍼가 패브 아웃(fab out)된 상태에서 공정 오류를 판별하기 때문에 잘못 설정된 공정 레시피의 진행으로 인한 웨이퍼의 손실이 발생된다.In addition, since the process is terminated and the process error is determined in a state in which the wafer of the lot unit is fabted out, the wafer is lost due to the progress of the incorrectly set process recipe.
일반적인 통합 관리 시스템은 예를 들어, 복합 공정 설비 등에서 인터락 시간이 설정되어 있어도 소프트웨어의 버그로 인하여 시스템의 동작이 중지되는 현상이 발생되거나, 엔지니어에 의한 공정 파라메터가 잘못 설정되어도 공정이 진행되고, 공정 완료되어야 오류 확인이 가능하다.The general integrated management system, for example, even if the interlock time is set in the complex process equipment, the process of the system stops due to a bug in the software, or even if the process parameters by the engineer is set incorrectly, Only after the process is completed can errors be checked.
또한 시간 인터락이 공정 스텝 단위별로 설정되지 않아 해당 공정의 모든 공정 스텝들이 종료된 후에야 진행된 결과물 예컨대 로트 단위의 웨이퍼를 검사하여 공정 실패 여부를 판별한다.In addition, since the time interlock is not set for each process step unit, after all process steps of the process are completed, the resultant, for example, a lot unit wafer is inspected to determine whether the process fails.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각 공정 스텝마다 스텝 시간을 설정하고, 이를 실시간으로 모니터링하여 인터락 시간을 제어하기 위한 반도체 제조 설비의 통합 관리 시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an integrated management system of a semiconductor manufacturing facility for controlling an interlock time by setting a step time for each process step and monitoring this in real time.
본 발명의 다른 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공정 스텝 단위로 인터락 시간을 제어하여 실시간으로 모니터링하기 위한 통합 관리 시스템의 제어 방법을 구현하는데 있다.Another object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to implement a control method of an integrated management system for monitoring in real time by controlling the interlock time in process step units.
도 1은 일반적인 반도체 제조 공정에서의 공정 진행을 모니터링하기 관리 시스템의 개략적인 구성을 도시한 블럭도;1 is a block diagram showing a schematic configuration of a management system for monitoring process progress in a general semiconductor manufacturing process;
도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조 공정에서의 스텝 단위별로 인터락 시간을 제어하는 실시간 모니터링을 위한 통합 관리 시스템의 구성을 도시한 블럭도;2 is a block diagram showing the configuration of an integrated management system for real-time monitoring for controlling the interlock time for each step unit in a semiconductor manufacturing process according to the present invention;
도 3은 도 2에 도시된 가상 센서에 의해 설정된 스텝 시간 정보의 구성을 나타내는 도면;3 is a diagram illustrating a configuration of step time information set by a virtual sensor shown in FIG. 2;
도 4는 본 발명에 따른 통합 관리 시스템의 동작 수순을 나타내는 흐름도;4 is a flowchart showing the operation procedure of the integrated management system according to the present invention;
도 5는 도 4에 도시된 스텝 시간 설정 루틴의 상세한 수순을 도시한 흐름도; 그리고FIG. 5 is a flowchart showing the detailed procedure of the step time setting routine shown in FIG. 4; And
도 6은 도 4에 도시된 스텝 시간의 스펙 오버 판별 루틴의 상세한 수순을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart showing the detailed procedure of the spec over determination routine of the step time shown in FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 통합 관리 시스템102 : 공정 설비100: integrated management system 102: process equipment
104 : 공정 관리 시스템106 : 데이터 콜렉터104: process management system 106: data collector
108 : 모델 매니저110 : 실시간 모니터링부108: model manager 110: real-time monitoring unit
112 : 분석 데이터 출력부114 : 리포트 제너레이터112: analysis data output unit 114: report generator
116 : 모델 메이커118 : 데이터 저장부116: Model Maker 118: Data Storage
120 : 가상 센서부130 :오퍼레이터 인터페이스 장치120: virtual sensor unit 130: operator interface device
140 : 오퍼레이터 호출기140: operator pager
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 반도체 제조 공정에서의 통합 관리 시스템은, 다수의 스텝들을 포함하는 제조 공정을 처리하는 공정 설비들과, 상기 공정 설비들의 상기 스텝들의 공정 레시피에 대응하는 스텝 시간들을 입력하고, 상기 공정 설비들의 작업 상태를 모니터링하기 위한 오퍼레이터 인터페이스 장치 및 상기 공정 설비들과 상기 오퍼레이터 인터페이스 장치와 상호 네트워크로 연결되고, 상기 오퍼레이터 인터페이스 장치로부터 상기 스텝 시간들을 받아들여서 인터락 발생을 판별하기 위한 설정 정보를 생성하여 상기 공정 설비 중 어느 하나가 현재 진행 중인 스텝 시간이 상기 설정 정보에 대한 스펙 오버 상태이면, 상기 공정 설비를 인터락시키고 상기 오퍼레이터 인터페이스 장치로 알람 정보를 출력하는 공정 관리 시스템을 포함한다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, an integrated management system in a semiconductor manufacturing process, the process equipment for processing a manufacturing process including a plurality of steps, and the process recipe of the steps of the process equipment An operator interface device for monitoring the working status of the process equipments and interconnected with the process equipments and the operator interface device, and accepting the step times from the operator interface device Generates setting information for determining the occurrence of an interlock, and if any one of the process facilities is currently undergoing a step over specification for the setting information, interlocks the process facility and sends alarm information to the operator interface device. Ball discharging Including the management systems.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 오퍼레이터 인터페이스 장치는 상기 알람 정보가 발생되면, 무선 통신을 수행하여 오퍼레이터가 상기 알람 정보를 인지하도록 하는 무선 호출 장치를 더욱 구비한다.In a preferred embodiment of this aspect, the operator interface device further comprises a wireless paging device to perform wireless communication when the alarm information is generated to allow an operator to recognize the alarm information.
구체적으로 상기 공정 관리 시스템은 상기 공정 설비들로부터 공정 스텝 단위로 진행 상태를 모니터링하기 위한 특성 데이터들을 수집하는 데이터 콜렉터와, 상기 특성 데이터들을 받아서 분석하고, 상기 설정된 스텝 시간에 대한 인터락 발생을 판별하기 위한 상기 설정 정보를 생성하는 모델 매니저와, 상기 모델 매니저로부터 상기 분석된 데이터를 실시간으로 출력하는 실시간 모니터링부와, 상기 모델 매니저로부터 상기 설정 정보를 받아서 이를 판별하여 상기 스펙 오버 상태이면, 상기 모델 매니저로 상기 인터락을 발생하도록 하는 모델 메이커 및 상기 데이터들을 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 것이 바람직하다.Specifically, the process management system receives a data collector for collecting characteristic data for monitoring the progress of the process step by unit from the process facilities, and receives and analyzes the characteristic data, and determines the occurrence of the interlock for the set step time. A model manager for generating the setting information to be configured, a real-time monitoring unit for outputting the analyzed data from the model manager in real time, and receiving the setting information from the model manager to determine the setting information, if the spec-over state is present. It is preferable to include a model maker for causing the interlock to occur in the manager and a data storage for storing the data.
이 때, 상기 모델 메이커는 상기 설정 정보로부터 상기 스펙 오버를 판별하기 위한 가상 센서부를 구비한다.At this time, the model maker includes a virtual sensor unit for discriminating the spec over from the setting information.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 다수의 공정 설비들과, 오퍼레이터 인터페이스 장치와 네트워크를 통하여 상호 데이터 통신을 수행하는 통합 관리 시스템의 실시간 모니터링을 위한 제어 방법은, 공정 레시피에 대응하여 공정 스텝 단위로 스텝 시간을 설정하는 단계와, 상기 공정 스텝을 진행하는 단계와, 상기 현재 진행 중인 공정 스텝을 모니터링하여 상기 현재 진행 중인스텝 시간과 상기 설정된 스텝 시간을 비교, 판별하는 단계 및 상기 판별 결과, 상기 현재 진행 중인 스텝 시간이 상기 설정된 스텝 시간에 대응하여 스펙 오버가 발생되면, 상기 공정 설비 및 상기 오퍼레이터 인터페이스 장치로 인터락을 발생하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a control method for real-time monitoring of the integrated management system that performs a plurality of process facilities, the operator interface device and the mutual data communication through the network, the process recipe Correspondingly setting a step time in process step units, proceeding with the process step, monitoring the current ongoing process step, comparing and determining the current ongoing instep time and the set step time; and As a result of the determination, if the specification step occurs in response to the step time currently in progress corresponding to the set step time, generating an interlock to the process facility and the operator interface device.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 스텝 시간을 설정하는 단계는 상기 오퍼레이터 인터페이스 장치로부터 상기 공정 레시피에 대응하는 스텝 시간을 받아들이는 단계와, 상기 공정 설비의 특성 데이터들을 수집하는 단계와, 상기 수집된 특성 데이터들 중 상기 공정 레시피에 대응하는 특성 데이터를 적어도 하나 선택하는 단계 및 상기 선택된 특성 데이터를 이용하여 상기 인터락이 발생되는지를 판별하는 센서 데이터를 생성, 저장하는 단계를 포함한다.In a preferred embodiment of this aspect, the step of setting the step time comprises: receiving a step time corresponding to the process recipe from the operator interface device; collecting characteristic data of the process equipment; Selecting at least one characteristic data corresponding to the process recipe among the extracted characteristic data, and generating and storing sensor data for determining whether the interlock is generated using the selected characteristic data.
그리고 상기 제어 방법은 상기 인터락이 발생하면, 상기 오퍼레이터 인터페이스 장치로부터 오퍼레이터가 상기 인터락 상태를 확인할 수 있도록 무선 통신으로 호출하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.And when the interlock occurs, it is preferable that the control method further comprises the step of calling from the operator interface device to the wireless communication so that the operator can check the interlock state.
따라서 본 발명에 의하면, 각 공정 스텝 단위로 스텝 시간을 설정하고, 이를 통해 시간 인터락을 실시간 모니터링한다. 또한 현재 진행 중인 공정 스텝에서 인터락이 발생되면, 오퍼레이터가 즉시 확인 및 조취를 취할 수 있도록 무선 호출기를 이용하여 인터락이 발생되었음을 알려준다.Therefore, according to the present invention, the step time is set in each process step unit, and the time interlock is monitored in real time. In addition, if an interlock occurs in a process step that is currently in progress, it informs that an interlock has occurred using a wireless pager so that the operator can immediately check and take action.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 공정 스텝 단위별로 인터락을 제어하는 통합 관리 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an integrated management system for controlling interlocks in units of process steps of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.
도면을 참조하면, 상기 통합 관리 시스템(100)은 신규한 공정 관리 시스템(104)을 포함한다. 그리고 상기 통합 관리 시스템(100)은 다수의 공정 설비들(102)과, 오퍼레이터 인터페이스 장치(130) 및 오퍼레이터 호출기(140)를 포함한다. 그리고 이들 구성 요소들(102, 104 및 130)은 상호 데이터 통신을 위한 내부 네트워크에 연결된다.Referring to the drawings, the integrated management system 100 includes a novel process management system 104. In addition, the integrated management system 100 includes a plurality of process facilities 102, an operator interface device 130, and an operator pager 140. These components 102, 104 and 130 are then connected to an internal network for mutual data communication.
상기 오퍼레이터 인터페이스 장치(130)는 공정 엔지니어(또는 오퍼레이터)가 공정 진행에 따른 모니터링 및 공정 스텝 레시피에 대응되는 설정 정보 입력을 위한 퍼스널 컴퓨터로 구비된다.The operator interface device 130 is provided as a personal computer for a process engineer (or an operator) to monitor the progress of the process and input setting information corresponding to the process step recipe.
상기 오퍼레이터 호출기(140)는 오퍼레이터가 구비하며, 상기 오퍼레이터 인터페이스 장치(130)와 무선 통신 가능한 이동 단말기로서, 인터락이 발생되면 상기 오퍼레이터 인터페이스 장치(130)로부터 호출 신호를 받아서 오퍼레이터가 실시간으로 공정 설비(102)를 모니터링하도록 알려준다.The operator pager 140 is provided by an operator. The operator pager 140 is a mobile terminal capable of wireless communication with the operator interface device 130. When an interlock occurs, the operator pager 140 receives a call signal from the operator interface device 130 and processes the operator in real time. 102) to monitor.
그리고 상기 공정 관리 시스템(104)은 토탈 설비 예측 및 분석 시스템(Total Equipment Prediction and Analysis System : TEPAS)으로, 반도체 제조 공정에서 발생할 수 있는 설비의 각종 이상을 실시간 모니터링(또는 실시간 예측)과 분석을 통해 최소화하고, 생산성을 극대화할 수 있는 일종의 오류 검출 및 분류(Fault Detection Classification : FDC) 시스템이다. 상기 공정 관리 시스템(104)은 모니터링, 분석, 예측 및 데이터 리포팅을 위한 모듈별 프로그램들을 구비한다.The process management system 104 is a total equipment prediction and analysis system (TEPAS) through real-time monitoring (or real-time prediction) and analysis of various abnormalities of equipment that may occur in a semiconductor manufacturing process. It is a kind of fault detection classification (FDC) system that can minimize and maximize productivity. The process management system 104 has modular programs for monitoring, analysis, prediction and data reporting.
따라서 상기 공정 관리 시스템(104)은 실시간 및 과거 데이터를 모니터링하여 모델링 프로세스에 의한 예측 및 공정 설비의 건강 척도를 판별하고, 그에 따른알람 발생 및 리포트 생성을 수행한다. 특히, 본 발명에 의하면, 공정 스텝별로 인터락을 제어함으로써, 공정 설비 상태의 순간적인 변화를 판별하고, 문제 발생에 신속히 대처할 수 있다.Therefore, the process management system 104 monitors real-time and historical data to determine predictions by the modeling process and health measures of the process equipment, and generates alarms and reports accordingly. In particular, according to the present invention, by controlling the interlock for each process step, it is possible to determine the instantaneous change in the state of the process equipment and to cope with the occurrence of a problem quickly.
구체적으로 상기 공정 관리 시스템(104)은 모델 기술을 이용하여 데이터 콜렉터(106)와, 모델 매니저(108)와, 실시간 모니터링부(110)와, 분석 데이터 출력부(112)와, 리포트 제너레이터(114)와, 모델 메이커(116) 및 데이터 저장부(118)를 구비한다. 그리고 상기 모델 메이커(116)는 각 공정 스텝들의 설정 정보를 인지하기 위한 다수의 가상 센서들을 포함하는 가상 센서부(120)를 구비한다.Specifically, the process management system 104 uses the model technology to model the data collector 106, the model manager 108, the real time monitoring unit 110, the analysis data output unit 112, and the report generator 114. ), A model maker 116 and a data storage unit 118. The model maker 116 includes a virtual sensor unit 120 including a plurality of virtual sensors for recognizing setting information of each process step.
여기서 모델(model)이란 반도체 제조 공정에서의 특정 레시피를 진행하는 동안 공정 설비에 기대되는 성능을 정의한 것으로, 이것을 이용하여 모든 오류 검출을 수행한다. 각각의 모델은 툴, 센서, 레시피에 대한 고유 특성 및 기준 데이터의 취득, 오류 검출 영역 등을 포함한다. 또한 다변수 모델링(Universal Process Modeling) 기술은 전체적인 공정 설비의 헬스 모니터링(health monitoring)을 제공하며 미세한 이탈 여부를 검출한다. 따라서 상기 모델 메이커(116)를 이용하여 모델들을 작성, 알람 설정 및 결과에 대한 유효화(validating)를 수행할 수 있다.In this case, a model defines a performance expected of a process equipment during a specific recipe in a semiconductor manufacturing process, and all errors are detected by using the model. Each model includes tools, sensors, unique properties for recipes and acquisition of reference data, error detection areas, and the like. In addition, Universal Process Modeling technology provides health monitoring of the entire process facility and detects minor deviations. Accordingly, the model maker 116 may be used to create models, set alarms, and validate results.
상기 데이터 콜렉터(106)는 상기 공정 설비들(102)로부터 설비 특성에 대한 데이터(TDF : Tool Data File)들을 수집하거나 상기 모델 매니저(108)로부터 알람 정보(TAF : Tool Alarm File) 및 제어 정보를 상기 공정 설비들(102)로 전송한다.The data collector 106 collects tool data files (TDF) from the process facilities 102 or receives tool information (TAF: Tool Alarm File) and control information from the model manager 108. Transfer to the process facilities 102.
상기 모델 매니저(108)는 각 공정 설비들(102)의 모델들을 자동으로 실행하고, 상기 데이터 콜렉터(106)을 제어하여 상기 데이터 콜렉터(106)로부터 전송된 데이터(TDF)를 받아서 상기 모델 메이커(116)로 전송하며, 경고 및 알람 메시지에 대한 알람 정보(TAF) 및 제어 정보를 상기 데이터 콜렉터(106)로 전송한다.The model manager 108 automatically executes models of the respective process facilities 102 and controls the data collector 106 to receive the data TDF transmitted from the data collector 106 and to execute the model maker ( 116, and alarm information (TAF) and control information for warning and alarm messages to the data collector 106.
또한 상기 모델 매니저(108)는 공정 설비의 실시간 모니터링을 위한 제어부로, 공정 설비들(102)의 각 스텝 단위 동작을 실시간으로 분석하기 위하여 상기 데이터 콜렉터(106)로부터 전송된 데이터(TDF)로부터 센서 데이터를 추출하고, 적정의 모델을 사용하여 그 데이터를 분석한다. 그리고 분석 결과를 포함하는 데이터를 생성하여 상기 데이터 저장부(118)에 저장하도록 한다. 이 때, 새로운 웨이퍼 로트에 대한 데이터가 입력되면, 해당 로트에 사용되는 공정 설비와 공정 레시피를 감지하고, 이에 적합한 모델을 선택하여 적용한다. 그 결과, 각 센서 데이터에 대한 분석 및 상기 모델 메이커(116)의 가상 센서부(120)가 판별 가능한 데이터를 계산하여 알람 설정 한계를 벗어나면 알람 신호를 발생하도록 제어한다.In addition, the model manager 108 is a control unit for real-time monitoring of the process equipment, the sensor from the data (TDF) transmitted from the data collector 106 to analyze in real time each step unit operation of the process equipment (102) Extract the data and analyze the data using a titration model. The data including the analysis result is generated and stored in the data storage unit 118. At this time, when data on a new wafer lot is input, the process equipment and process recipe used for the lot are detected, and a suitable model is selected and applied. As a result, the analysis of each sensor data and the virtual sensor unit 120 of the model maker 116 calculates discriminatable data and controls to generate an alarm signal when the alarm setting limit is exceeded.
상기 실시간 모니터링부(110)는 상기 모델 매니저(108)로부터 실시간 분석된 결과를 받아서 오퍼레이터가 인지하도록 출력한다. 예를 들어, 실시간으로 다수의 공정 설비들의 알람 상태, 모델들의 액티브 및 패시브 센서들의 상태 및 시스템 헬스 온도계 등의 처리 상태를 분석하여 그래프, 이미지 및 텍스트 타입으로 디스플레이한다.The real-time monitoring unit 110 receives the real-time analysis result from the model manager 108 and outputs the operator to recognize. For example, the alarm status of multiple process facilities, the status of active and passive sensors of models, and the processing status of system health thermometers are analyzed and displayed in graph, image and text types in real time.
상기 분석 데이터 출력부(112)는 상기 모델 매니저(108)로부터 로트 단위의 분석된 데이터를 저장한다. 상기 모델 매니저(108)에 의해서 생성 저장된 분석 결과를 오퍼레이터가 확인할 수 있도록 그래프 형태로 출력한다.The analysis data output unit 112 stores analyzed data in a unit of lot from the model manager 108. The analysis result generated and stored by the model manager 108 is output in a graph form for the operator to check.
상기 리포트 제너레이터(114)는 상기 모델 매니저(108)로부터 생성된 로트 단위의 데이터에 대한 정보(리포트 종류, 날짜 및 시간 등) 및 설비 헬시 상태에 대한 정보들을 생성하여 상기 데이터 저장부(118)에 저장한다. 즉, 상기 리포트 제너레이터(114)는 특정 레시피, 특정 디바이스 및 특정 공정 설비별로 진행된 로트에 대한 모든 데이터와 시스템 헬스 상태를 웨이퍼 로트별, 웨이퍼 낱장별 및 스텝 별로 평균값과 표준편차를 정리하고, 지정된 시간 및 기간에 대한 리포트를 스케쥴링하여 생성, 저장한다.The report generator 114 generates information on lot data generated from the model manager 108 (report type, date and time, etc.) and information on facility health status and generates the information on the data storage unit 118. Save it. That is, the report generator 114 organizes all data and system health status of the lot performed by a specific recipe, a specific device, and a specific process facility by a wafer lot, a wafer sheet, and a step, and arranges average values and standard deviations for each designated time. And generate and store a report on a schedule.
상기 모델 메이커(116)는 알람 설정 정보 및 구성 정보와 가상 센서부(120)의 취득한 센서 데이터로부터 모델들을 생성하고, 유지, 전개하는 역할을 한다. 즉, 상기 모델 메이커(116)은 스텝 별 및 센서별로 알람 설정 정보 및 구성 정보를 설정한다. 상기 모델 메이커(116)는 크게 모델 구성 설정, 알람 설정, 기준 데이터 및 모델 유효부로 구성된다. 여기서 알람 설정은 공정 설비의 성능이 저하될 경우, 언제 알람을 발생시킬지와 어떠한 종류의 알람을 발생시킬지에 대한 설정이다. 예를 들어, 알람 설정은 센서로부터 기대되는 데이터(즉, 레시피 셋포인트, 모델 메이커의 예측 데이터 등)와, 센서 데이터의 정상 범위 그리고 실제 알람 조건에 부합시키고자 스텝 변경시 일시적으로 발생되는 센서의 이탈 허용치 등을 포함한다.The model maker 116 generates, maintains, and deploys models from alarm setting information and configuration information and acquired sensor data of the virtual sensor unit 120. That is, the model maker 116 sets alarm setting information and configuration information for each step and sensor. The model maker 116 is largely composed of a model configuration setting, an alarm setting, reference data, and a model valid unit. Here, the alarm setting is a setting for when the alarm is to be generated when the performance of the process equipment is degraded and what kind of alarm is to be generated. For example, an alarm setting may include the data expected from a sensor (ie, recipe setpoint, model maker's forecast data, etc.), the normal range of sensor data, and a sensor that is temporarily generated when the step changes to meet the actual alarm condition. Departure allowance;
센서의 특성은 각 센서의 이름, 모델링 요구 사항 및 데이터 디스플레이 옵션을 포함하며, 실제 모델 매니저(108)에서 계산된 가상 센서의 특성을 설정한다.또한, 상기 모델 매니저(108)는 이 값들을 이용하여 센서들의 값을 분석하고 모니터링하도록 출력한다.The characteristics of the sensor include the name of each sensor, modeling requirements and data display options, and set the characteristics of the virtual sensor calculated by the actual model manager 108. The model manager 108 also uses these values. And output the values to analyze and monitor the sensors.
그리고 상기 데이터 저장부(118)는 모델 매니저(108), 리포트 제너레이터(114) 및 모델 메이커(116)로부터 생성 또는 수정된 데이터들을 저장한다. 예를 들어, 현재 진행중인 공정 설비에 의해서 생성된 데이터를 단기적 또는 장기적으로 분류하여 저장한다.The data storage unit 118 stores data generated or modified from the model manager 108, the report generator 114, and the model maker 116. For example, data generated by ongoing process facilities are classified and stored in the short term or long term.
따라서 상기 통합 관리 시스템은 실시간 모니터링 및 공정 사고 예방을 위한 각 공정 스텝 마다 스텝 시간 인터락을 설정, 적용하여 공정 설비들 간의 스텝 시간의 차이를 판별하고, 문제가 발생되는 공정 설비를 인터락 및 알람 정보를 발생시킴으로써 사전에 런 사고를 방지하거나 오퍼레이터로 하여금 빠른 조취가 가능하다.Therefore, the integrated management system sets and applies a step time interlock for each process step for real-time monitoring and process accident prevention to determine a difference in step time between process facilities, and interlocks and alarms a process facility that has a problem. By generating the information, it is possible to prevent the accident in advance or allow the operator to take an early action.
도 3은 도 2에 도시된 가상 센서부의 스텝 시간 설정 정보를 나타내는 도면이다. 이는 가상 센서부(120)에 의해 판별 가능한 센서 데이터들을 설정하는 것으로, 상기 모델 메이커(116)에 의해서 형성된다.3 is a diagram illustrating step time setting information of the virtual sensor unit illustrated in FIG. 2. This sets sensor data that can be discriminated by the virtual sensor unit 120 and is formed by the model maker 116.
도면을 참조하면, 상기 가상 센서부(120)는 오퍼레이터 인터페이스 장치(130)로부터 특정 공정 설비의 각 공정 스텝 별로 스텝 시간들을 받아서, 공정 스텝의 진행 상태를 판별하기 위한 기준 시간으로 설정한다. 기준 시간에 의해 현재 진행중인 공정 스텝의 인터락 제어를 위한 시간 인터락 명(152)과, 다수의 스텝 명(154), 각각의 공정 스텝에 대한 스텝 시간(156), 스텝 시간의 최소 및 최대 기준치를 정의하는 최소 및 최대 스펙 시간(158)을 설정한다.Referring to the figure, the virtual sensor unit 120 receives the step times for each process step of the specific process equipment from the operator interface device 130, and sets the reference time for determining the progress state of the process step. Time interlock name 152 for interlock control of the current process step by reference time, a plurality of step names 154, step time 156 for each process step, minimum and maximum reference values of the step time Set the minimum and maximum spec time 158 that defines.
따라서 상기 가상 센서부(120)는 설정된 스텝 시간(156)과, 다변수 모델링 기술에 의한 스펙 오버 상태를 판별하기 위한 최소 및 최대 스펙 오버 시간(158) 등의 센서 데이터들을 이용하여, 현재 진행 중인 공정 설비의 해당 공정 스텝에 오류가 발생되었는지를 실시간으로 판별한다.Accordingly, the virtual sensor unit 120 is currently in progress by using the set step time 156 and sensor data such as the minimum and maximum spec over time 158 for determining the spec over state by the multivariate modeling technique. It is determined in real time whether an error has occurred in the process step of the process facility.
계속해서 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 실시간 모니터링을 위한 통합 관리 시스템의 제어 수순을 나타내는 흐름도이다. 이 수순들은 상기 공정 관리 시스템(104)에 의해 실행되는 프로그램으로서, 상기 공정 관리 시스템(104)의 저장 장치(미도시됨)에 구비된다. 특히, 도 5는 도 4에 도시된 스텝 시간 설정 루틴의 상세한 수순을, 그리고 도 6은 도 4에 도시된 스텝 시간의 스펙 오버 판별 루틴의 상세한 수순을 나타낸 것이다.4 to 6 are flowcharts illustrating a control procedure of the integrated management system for real-time monitoring according to the present invention. These procedures are programs executed by the process management system 104 and are provided in a storage device (not shown) of the process management system 104. In particular, FIG. 5 shows the detailed procedure of the step time setting routine shown in FIG. 4, and FIG. 6 shows the detailed procedure of the spec over determination routine of the step time shown in FIG.
도 4를 참조하면, 상기 공정 관리 시스템(104)은 단계 S200에서 각 공정 스텝의 공정 레시피에 대응하여 스텝 시간을 설정하는 처리 루틴을 실행한다.4, the process management system 104 executes a processing routine for setting a step time corresponding to the process recipe of each process step in step S200.
즉 도 5에 도시된 바와 같이, 스텝 시간 설정 처리 루틴(S200)은 단계 S202에서 오퍼레이터 인터페이스 장치(130)로부터 각 공정 스텝의 레시피에 대응하여 스텝 시간을 입력받는다. 단계 S204에서 해당 공정 설비로부터 공정 레시피에 따른 특성 데이터 리스트를 수집한다. 특성 데이터 리스트는 공정 설비들(102)의 각 제조사에 의해 다양한 공정 레시피에 대응하여 해당 공정 설비에 설정된 특성 데이터들을 포함하는 리스트이다. 단계 S206에서 상기 특성 데이터 리스트로부터 현재 진행중인 공정 스텝의 레시피에 대한 특성 데이터들을 선택하여 리스트를 작성한다. 이어서 단계 S208에서 입력된 스텝 시간과 선택된 특성 데이터 리스트를 이용하여 가상 센서부(120)가 판별할 수 있는 센서 데이터를 생성하고 생성된 센서 데이터를 데이터 저장부(118)에 저장한다.That is, as shown in FIG. 5, the step time setting processing routine S200 receives the step time corresponding to the recipe of each process step from the operator interface device 130 in step S202. In step S204, the characteristic data list according to the process recipe is collected from the process equipment. The characteristic data list is a list including characteristic data set in the corresponding process equipment in response to various process recipes by each manufacturer of the process equipments 102. In step S206, the characteristic data for the recipe of the ongoing process step is selected from the characteristic data list to create a list. Subsequently, the sensor data that can be determined by the virtual sensor unit 120 is generated using the step time input in step S208 and the selected characteristic data list, and the generated sensor data is stored in the data storage unit 118.
다시 도 4를 참조하면, 단계 S210에서 공정 관리 시스템(104)은 공정 레시피에 대응하여 해당 공정 설비의 공정 스텝 시퀀스를 진행하도록 제어한다. 공정 스텝 시퀀스는 각각의 공정 스텝들의 진행 수순을 순차적으로 정의한 것이다.Referring back to FIG. 4, in step S210, the process management system 104 controls to proceed with the process step sequence of the corresponding process equipment in response to the process recipe. The process step sequence sequentially defines the progress of each process step.
단계 S220에서 공정 설비가 작동되면, 현재 진행 중인 공정 스텝의 진행 상태를 실시간으로 모니터링한다.When the process equipment is operated in step S220, the progress of the current process step is monitored in real time.
단계 S230에서 현재 진행 중인 공정 스텝의 스텝 시간 판별 루틴을 실행한다. 즉, 설정된 스텝 시간(도 3의 156) 및 스펙 오버 판별을 위한 센서 데이터를 이용하여 현재 진행 중인 공정 스텝이 스펙 오버(SPEC over)가 발생되었는지를 판별한다.In step S230, the step time determination routine of the process step currently in progress is executed. That is, it is determined whether the SPEC over has occurred in the process step currently in progress by using the set step time (156 of FIG. 3) and sensor data for determining the spec over.
구체적으로 도 6을 참조하면, 스텝 시간 판별 루틴(S230)은 단계 S232에서 현재 진행중인 공정 스텝에 대한 분석 데이터를 수집한다. 단계 S234에서 수집된 데이터를 분석하고 분석 결과에 대한 정보를 데이터 저장부(118)에 저장한다. 또한 단계 S236에서 현재 진행중인 공정 스텝에 대한 리포트 데이터를 생성하고 이를 데이터 저장부(118)에 저장한다. 이어서 단계 S238에서 현재 진행중인 스텝 시간이 스펙 오버 상태인지를 판별한다.In detail, referring to FIG. 6, in step S232, the step time determination routine S230 collects analysis data on a process step currently in progress. The data collected in step S234 is analyzed and information about the analysis result is stored in the data storage unit 118. In addition, in step S236, the report data for the process step currently in progress is generated and stored in the data storage unit 118. In step S238, it is then determined whether the current step time is in the specification over state.
판별 결과, 설정된 스텝 시간보다 빠르거나 늦은 진행 시간 즉, 스펙 오버가 발생되면, 이 수순은 단계 S240으로 진행하여 인터락 발생 메시지를 오퍼레이터 이터페이스 장치(130)로 전송한다. 그리고 스펙 오버가 발생되지 않으면, 이 수순은단계 S210으로 진행하여 공정 스텝 시퀀스에 설정된 후속 공정 스텝을 수행하도록 제어한다.As a result of the determination, if the progress time is earlier or later than the set step time, that is, the spec over occurs, the procedure proceeds to step S240 to transmit the interlock generation message to the operator interface device 130. If no spec-over occurs, the procedure proceeds to step S210 to control to perform the subsequent process steps set in the process step sequence.
그 결과, 상기 오퍼레이터 인터페이스 장치(130)는 인터락 발생 메시지를 무선 데이터 통신을 이용하여 해당 오퍼레이터 호출기(140)로 전송한다. 오퍼레이터는 인터락 발생 메시지를 받은 즉시 해당 공정 설비의 인터락 원인을 확인하고, 그 조치를 취한다.As a result, the operator interface device 130 transmits the interlock generation message to the corresponding operator pager 140 using wireless data communication. The operator checks the cause of the interlock of the process equipment immediately after receiving the interlock occurrence message and takes action.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 반도체 제조 공정에서 발생되는 공정 설비의 각종 이상 유무를 실시간으로 모니터링, 예측 및 분석을 위한 통합 관리 시스템에서 공정 스텝 단위로 시간 인터락을 설정하여 실시간으로 모니터링함으로써, 공정 설비의 유의차 문제를 사전에 예방한다.As described above, according to the present invention, in the integrated management system for real-time monitoring, prediction and analysis of various abnormalities of the process equipment generated in the semiconductor manufacturing process by setting the time interlock in the process step unit by monitoring in real time To prevent significant differences in process equipment.
또한, 본 발명의 통합 관리 시스템은 각 공정 스텝마다 스텝 시간 인터락을 설정하여 공정 스텝 진행 중에 소프트웨어 버그 또는 공정 파라메타의 설정 오류 등에 의해서 현재 진행 중인 공정 스텝의 공정 설비에 인터락이 발생되면, 오퍼레이터에게 자동 호출하도록 함으로써, 공정 스텝 단위별로 실시간 모니터링이 가능하고, 현재 진행 중인 공정 스텝의 인터락에 대한 즉각적인 조취가 가능하다.In addition, the integrated management system of the present invention sets a step time interlock for each process step, and if an interlock occurs in the process equipment of the process step currently in progress due to a software bug or a setting parameter error during the process step progression, By automatically calling, real-time monitoring can be performed for each process step unit, and an immediate action can be taken for an interlock of a process step currently in progress.
그러므로 공정 설비의 실시간 모니터링 중 공정 스텝 단위의 인터락이 발생됨으로써, 인터락 원인에 의해 웨이퍼가 낱장 단위로 손실되어 수율이 향상된다.Therefore, the interlock of the process step unit is generated during the real-time monitoring of the process equipment, the wafer is lost by the unit due to the interlock cause, the yield is improved.
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