어드밴텍의 고성능 솔루션은 패널 플랜트 스텝퍼에 실시간 프로세스 매개 변수 모니터링을 제공합니다.

소개

스테퍼는 패널 제조 시 포토리소그래피 공정에서 마스크 패턴을 유리기판에 전달하는 핵심 장비로 공정 파라미터의 정확성은 최종 제품 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.

그러나 스테퍼는 실행 시간이 길어지면 모수가 변동하기 쉽습니다. 프로세스 매개변수에 응답할 실시간 피드백 시스템이 없다면, 24시간 쉬지 않고 패널을 생산하는 제조업체는 결함 재작업이나 문제 해결을 위해 생산을 보류하는 등의 문제로 분주할 것입니다. 

또한, 신호와 파라미터를 확인하기 위해 측정 기기와 함께 스테퍼를 설정할 수 있지만, 이러한 오실로스코프는 파형 데이터를 영상으로만 제공할 수 있으므로 파라미터 분석 및 프로세스 최적화의 사용자에게는 적합하지 않습니다. 제조 공장에 널리 설치될 경우, 값비싼 측정 장비로 인해 제조 비용도 크게 증가할 것입니다.  

소프트웨어와 하드웨어가 모두 포함된 어드밴텍의 솔루션은 스텝퍼에 대한 실시간 프로세스 매개 변수 모니터링을 제공합니다. 정확한 데이터 캡처 카드, 안정적인 산업용 컴퓨터 및 코딩 필요 없는 모니터링 소프트웨어를 통해 패널 제조업체는 가격 대비 성능비가 높은 실시간 모니터링 시스템을 설치하고 가능한 한 빨리 파라미터 변동을 찾아 제품 수율 및 생산 효율성을 개선할 수 있습니다.

시스템 요구 사항

경쟁 시장에서 점유율을 유지하기 위해, 세계에서 5위 안에 드는 유명한 패널 대기업은 항상 생산 비용을 통제하면서 제품 수율을 개선하려고 노력해 왔습니다. 최근, 그 회사는 제품 경쟁력을 높이기 위해 포토리소그래피 공정 관리를 최적화할 생각을 하고 있었습니다. 

패널 제조업체의 스테퍼 파라미터 모니터링에는 항상 시간 차이가 있었습니다. 주된 이유는 스테퍼 공급업체가 제공하는 신호 측정 장비가 비용이 많이 들기 때문에 공장은 수십 개의 스테퍼에 대해 단일 측정 장치만 설치했습니다. 직원은 서로 다른 제품의 생산 라인을 변경할 때만 매개 변수를 조정하고 모니터링합니다.

아무도 생산 중에 모니터링하지 않기 때문에, 그 시간에 발생하는 모든 파라미터 변동은 제품 검사가 완료되거나 반제품 검사가 완료될 때까지 간과되는 경우가 많습니다. 그 결과, 항상 많은 결함이 발생하므로 재처리 또는 폐기해야 하므로 제조 비용이 증가합니다. 배송이 지연될 경우 회사의 평판에도 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

패널 제조사는 측정기 가격이 비싸다는 점을 고려해 실시간 모니터링 시스템을 자체 구축하기 위한 소프트웨어와 하드웨어를 구매해 비용을 절감하기로 했습니다. 이 시스템은 스테퍼 센서를 통해 프로세스에 영향을 미치는 주요 매개 변수를 포착하고 지속적인 모니터링을 통해 매개 변수 변동 문제를 더 빨리 발견합니다.

시스템 설명

조달 및 평가 프로세스를 단순화하고 소프트웨어와 하드웨어 간의 호환성을 보장하기 위해 회사는 두 가지 모두를 제공하는 공급업체를 선호하므로, 필요한 소프트웨어/하드웨어는 다음 기준을 충족해야 합니다.

• 시스템 설계자의 개발 워크로드를 지원하고 구현을 가속화하는 간단한 데이터 시각화 소프트웨어입니다.
• 캡처된 데이터를 파형 영상으로 표시하고 모든 채널 데이터를 동일한 그림에 표시합니다. 
• 상한 및 하한 임계값 알람 설정 및 파라미터 이상을 즉시 알려주는 전송 기능을 제공합니다. 
• 제조 공정을 개선하기 위해 상위 IT 시스템의 분석을 위해 매일 데이터베이스에 데이터를 업로드합니다. 
• 각 스테퍼에서 40개의 신호를 수집하기 위한 멀티 채널 데이터 캡처 카드입니다. 
• 데이터 정확성을 보장하기 위해 1,000S/s의 수집 속도를 제공합니다. 
• 제한된 현장 설치 공간에 적합한 소형 산업용 컴퓨터입니다.

프로젝트 구현

어드밴텍은 프로젝트의 프로세스 매개 변수 실시간 모니터링 요구 사항을 충족하기 위해 3가지 제품(DAQNavi/MCM 기계 상태 모니터링 소프트웨어, PCI-1747U 고채널 아날로그 입력 PCI 카드 및 MIC-7500 무팬 산업 컴퓨터)을 제공했습니다.

이 솔루션은 DAQNavi/MCM 및 PCI-1747U가 포함된 MIC-7500을 생산 라인 스테퍼 옆에 설치하여 센서 신호를 빠르고 지속적으로 수집합니다. 데이터는 컴퓨터에 임시로 저장되며, 필요에 따라 매일 데이터베이스에 업로드할 수 있으며, 패널 공장의 프로세스 관리 시스템에서 분석을 위해 데이터를 사용할 수 있습니다. 수집된 데이터가 계산되고 프로세스에 영향을 미치는 주요 파라미터가 파형으로 표시됩니다. 그런 다음 관리자는 데이터를 사전 설정된 알람 한계와 비교하여 파라미터가 변경되었는지 여부를 파악하여 적시에 조정할 수 있도록 생산 라인에 통보할 수 있습니다.

전체 솔루션의 핵심 제품은 DAQNavi/MCM으로, 사용자가 코딩 없이 센서 신호를 수집하고 분석할 수 있으며 데이터를 오실로스코프와 같은 동적 파형으로 표시합니다. 또한 사용자는 자신의 요구 사항에 따라 시각화된 데이터를 표시하는 방법을 선택할 수 있습니다. 예를 들어, 이 프로젝트에서는 모니터링이 용이하도록 모든 채널 데이터가 동일한 이미지에 포함됩니다. 또한 커서 측정 도구는 마우스 커서 위치에서 측정값에 레이블을 지정하여 관리자가 신호 변화를 관찰할 수 있도록 도와줍니다.

DAQNavi/MCM의 기능 추출 기능은 대량의 데이터를 유용한 정보로 변환하는 다양한 데이터 사전 처리 알고리즘을 제공합니다. 예를 들어 이 프로젝트에는 경보 한계를 설정하는 데 최대값, 평균값 및 최소값이 필요하지만 엔지니어는 소프트웨어 구성을 통해 이를 쉽게 완료할 수 있습니다. 또한 이 소프트웨어는 관리자에게 비정상적인 발생을 알리기 위해 적극적으로 알림을 보냅니다. 

DAQNavi/MCM은 시각화 데이터 외에도 프로세스 최적화 분석을 지원하는 데이터 저장, 검색, 비교 및 재생 디스플레이 기능을 제공합니다. 해석 기능을 통해 사용자는 추출된 고유값을 사용하여 추가 의사 결정을 위한 간단한 논리식을 프로그래밍할 수 있습니다.

하드웨어의 경우, PCI-1747U-AE가 제공하는 64개의 채널은 이 프로젝트에서 40개의 신호를 수집하기에 충분합니다. 또한 최대 250kS/s의 샘플링 속도를 통해 보다 정확한 파형을 재생성하고 왜곡을 줄일 수 있습니다. MIC-7500에는 충분한 컴퓨팅 성능을 제공하는 고성능 프로세서가 있습니다. 컴팩트한 디자인으로 공간을 거의 차지하지 않아 공간이 제한된 지역에 쉽게 설치할 수 있습니다. Advantechi-Modules 및 iDoor 기술은 유연한 I/O 인터페이스 확장을 위해 지원됩니다. 이 프로젝트에서 MIC-75M11 모듈은 데이터 캡처 카드를 설치하기 위한 추가 PCI 슬롯으로 선택되었습니다.

• DAQNavi/MCM: 기계 상태 모니터링 소프트웨어
• PCI-1747U: 250kS/s, 16비트, 64채널 아날로그 입력 범용 PCI 카드
• MIC-7500: Intel 6세대 Core i 프로세서 소형 팬리스 시스템

시스템 다이어그램

결론

패널 제조업체는 프로세스 관리 개선을 위한 실시간 모니터링 시스템을 도입할 때 솔루션을 선택할 때 주의를 기울여야 합니다. 소프트웨어와 하드웨어 제품을 서로 다른 공급업체에서 구입한 경우 호환성 테스트에 추가 구현 시간이 필요하기 때문입니다. 또한, 시행 후에도 향후 시스템 문제가 발생할 경우 공급업체 간의 책임 소재를 명확히 하기 어려울 수 있습니다.

패널 플랜트 스테퍼를 위한 어드밴텍의 실시간 모니터링 솔루션은 기본 신호 수집부터 데이터 컴퓨팅 및 업로드에 이르기까지 필요한 모든 소프트웨어와 하드웨어를 제공하는 가격 대비 높은 성능의 종합 솔루션입니다. 신호를 정확하게 포착할 수 있을 뿐만 아니라, 편리한 DAQNavi/MCM으로 단 몇 단계만으로 프로젝트를 단시간에 설정할 수 있으며, 대량 구현을 위해 다른 장비에 쉽게 적용할 수 있습니다.

PoC(Proof of Concept)를 완료한 후 프로젝트 고객은 어드밴텍의 솔루션을 모든 포토리소그래피 영역에 도입했으며 대만 전역의 3개 패널 공장에서 애플리케이션을 복제하기도 했습니다. 실시간 포토리소그래피 공정 파라미터 모니터링 및 관리를 통해 패널 제조 수율 및 효율성이 크게 향상되었습니다.