RFID에 의한 실시간 추적으로 Reticle 등의 위치 및 시간예측 가능해져
특히 사진 기술을 이용하여 회로도를 웨이퍼에 프린트하는 Photolithography 공정은 기술적 난이도가 높은 대표적인 공정이다.
이 공정은 고가의 장비가 이용되며 Normal, Rework, Sample, Split 등의 다양한 공정이 진행되어야 하기 때문에 병목현상이 빈번한 공정이다.
바코드는 Reticle관리 어려워
동부 하이텍 반도체부문은 최근 2008 한국SCM종합발표대회에서 반도체 부분에서의 RFID를 이용한 물류 추적 시스템 사례 발표를 통해 RFID 도입 시 이점을 소개한 바 있다.
동부하이텍은 이 자리에서 기존 바코드 시스템을 이용한 Reticle(반도체 제조 시 회로 패턴을 정착시킬 때 사용되는 원판) 관리의 문제점을 다음과 같이 지적했다.
"우선 레이저 판독기의 바코드 접촉 시, 판독기 식별이 누락될 가능성이 있고 바코드 훼손 시는 인식이 불가했다. 또한 판독기와 접촉된 최종 위치와 시간차에 대한 정보화가 부족해서 실물 위치 정확도가 낮으며 이동 중이거나 분실 시에는 위치 추적이 불가능했다. 이런 문제점은 Reticle 보관 및 출고 관리 등에 지연을 발생시켰다."
이를 해결하기 위해 동부하이텍은 파일럿 위치 추적 시스템을 도입했다는 것. 이 시스템은 개방형의 포토 공정 레이아웃을 자랑한다. 복잡한 실제 물류 동선을 장비를 기준으로 블록형으로 실물과 작업자의 이동 경로를 표시한다.
또한, 능동형 Zigbee 기술을 통해 Reticle Pad에 RFID 태그를 부착하여 고정적 위치와 이동 중인 임의 위치에 대한 탐색이 가능해졌다. 반도체 제조 장비에 영향을 최소화하기 위해 일반적인 100밀리와트가 아닌 1밀리와트의 극히 미약한 출력으로 RFID 신호 출력을 조정했다.
파일럿 위치 추적 시스템 도입
파일럿 위치 추적 시스템의 인터페이스는 3미터 이내의 추적률에 따라 1, 2, 3 순위로 표시되어 시스템 구성은 위치추적기 21대, 라우터 10대, 코디네이터 3개 등의 하드웨어와 서버 프로그램과 작업자 UI 등의 소프트웨어 부분으로 구성됐다.
이 위치 추적 시스템을 이용해서 탐색한 결과 Reticle이 Shelf 와 같은 정해진 구역 내에 위치되어 있는 경우 1분 이내, Reticle이 바닥, 장비 내부, Shelf 밑 등과 같은 임의의 장소에 있는 경우 평균 2.4 분의 위치 확인 시간이 걸렸다.
기존 바코드 시스템을 이용한 경우 실물 확인에 소요되는 시간이 평균 10분 정도였으나 파일럿 위치 추적 시스템을 이용한 경우 10분 이내 90% 이상의 실물 위치 파악 가능해졌다. 실제 이 시스템을 사용한 현장 작업자들 중 절반 이상이 실물 위치 파악에 도움이 된다고 긍정적인 반응을 보였지만 협소한 통로와 장비간 배치를 고려한 적중률 향상을 지적했다.
반도체 제조 현장에서의 Reticle 관리 항목은 실물과 정보 일치를 위한 기준 정보, 위치 정보, 검사 주기 및 초과 여부, 사용 가능 예상 시간 등을 꼽는다.
그러나 실제 반도체 제조 현장에서 도입 시 해결되어야 할 문제점도 산재해 있다. 일정시간 단위로 실행되는 스케줄이지만 일부 자동화 라인에서는 실시간 단위로 실행되기 때문에 그 차이가 분명 존재한다. 또한 모든 물류흐름에 대한 실시간 정보의 부재가 생기는데 이는 4M(Man, Machine, Material, Method)에 대한 정보의 실시간 연동이 불가피하기 때문에 전체 스케줄의 정확도가 저하된다는 것.
신속한 실물위치 파악으로 작업준비 시간 단축
그러나 RFID 시스템 이용 시, 신속한 실물의 위치 파악으로 작업 준비 시간이 단축 가능해졌으며 대상 FAB, Photo 장비의 경우, 최대 약 10%의 장비 가동률 향상 효과를 기대했다고 동부하이텍은 밝혔다.
또한, RFID 도입 시 장점으로 4M정보의 실시간 연동 가능, 생산계획 시스템에 실시간 제공, 그리고 스케줄링의 예측 정확도가 향상됐다. 이는 RFID에 의한 실시간 추적을 통해 Reticle 등의 위치 및 시간이 예측 가능해져 스케줄링의 Input Data로 활용을 통해 가능해진 것.
RFID를 이용한 물류 추적 시스템은 예상 작업 시간의 정확도 향상 및 장비의 Setup 시간 단축을 가능하게 하는 기반 시스템으로서 동부하이텍은 바라봤다.
동부하이텍은 RFID 시스템을 이용한 물류 데이터 수집을 통한 유관 시스템의 활용도 향상을 높게 평가했다. 동부하이텍반도체부문 혁신지원팀 김갑용 상무는 "RFID 시스템 이용 시, 적용 대상이 되는 FAB 및 Photo 장비의 경우는 최대 약 10%의 장비 가동율 향상 효과를 기대하고 있지만 기존 반도체 제조 라인에 끼치는 변화를 최소화 하기 위해 위치추적 시스템 개선과 장애 발생 가능성 최소화에 신경 쓰고 있다"고 말했다.
그는 "RFID 태그는 소형화 및 저전력을 소모하며, 그 자체 RFID는 적용되는 공간과 장애물 위치를 고려한 시스템 도입이 중요하며 반도체 공장 같은 환경 속에서 주파수 상호간섭에 의한 통신 장애 발생 가능성의 최소화를 위해 노력할 방침"이라고 덧붙였다.
윤훈진 기자
hjyoon@rfidjournalkorea.com