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문제 정의
- 반도체 공정에 필요한 설비의 대부분이 청정실에서 관리 되어야 하는 고가의 장비들이어서 양질의 공정인력을 배출하기 위해서는 관련 전공 학부생의 교육을 내실화하지 않을 수 없는 상황이다. 따라서 이 문제를 해결하기위해서 AutoMod로 구현한 그림 7, 그림 8과 같은 두 가지 타입의 서로 다른 공정모델을 근거로 반도체 FAB 공정의 전체 흐름과 함께 단위 공정의 특성을 설명하여줌으로써 생산라인의 이해를 돕는 것이 목적이다. 그림 7은 300mm FAB라인 모델로 12인치의 웨이퍼 사이즈인 두 종류의 Vehicle(OHS, OHT)을 사용한 단층구조 모델이다.
- 본 연구에서는 장비운용자와 현장기술자의 질적 하락으로 인한 교육문제 해결과 라인 전체의 공정 흐름을 구현하기 위하여 모델링/시뮬레이션 툴과 프리젠테이션툴을 연동하려고 한다. 각각의 툴은 컴퓨터 상에서 작동하며 각각의 컴퓨터는 네트워크 카드를 통해 이더넷(Ethernet)으로 연결된다.
- 이는 시뮬레이션이 각 공정을 따라 실행되는 동시에 각각의 해당 공정에서 수행되어지는 단면도와 공정/장비의 특성 설명 등을 프리젠테이션 툴로 보여줌으로써 공정의 이해와 흐름을 증진시키는데 목적이 있다. 장비의 배치와 단위 공정간의 연속흐름은 모델링/시뮬레이션 툴을 이용하여 그림 4의 왼쪽 컴퓨터에서 해당 공정의 위치와 동작을 보여주며, 왼쪽 컴퓨터에서 사건이 발생할 때마다 오른쪽 컴퓨터에서는 자동으로 해당 공정의 단면도 등의 정보를 프리젠테이션 툴을 이용하여 보여줌으로써 공정과 Device의 상호관계를 쉽게 이해시킬 수 있다.
- 이번 연구의 목표는 반도체 공정의 순서대로 공정의 흐름을 따라가며, 각 공정이 어느 장비에서 이루어지며, 그 공정으로 인한 디바이스의 변화를 단면도로 보여줌으로써 현장기술자와 장비운용자의 질적 향상을 위한 교육용 자료로의 활용이다. 이렇게 프리젠테이션 툴과의 연동을 이용한 본 모델을 사용하여 시청각 교육을 진행하면 개인마다 FAB 공정의 전체 흐름과 각 공정의 특성을 보다 쉽게 이해할 수 있고 이를 바탕으로 단위 공정들의 세부내용 교육을 받는다면 기존의 단위공정 중심의 교육과는 다르게 서로 연관된 기술을 쉽게 습득할 수 있으므로 현재 국내 반도체 업체들의 신입 사원 교육 시 상당한 효과를 거둘 것이라 예상된다.
- 라인 당 1조가 상회하고 대당 20억이 넘는 고가의 설비투자가 전제되는 반도체 생산 환경에서 설비 및 이의 운용이 경쟁력을 좌우하지만 이런 복잡한 반도체 공정의 단계를 완전히 숙지하고 구현하기 위한 요소기술까지 갖춘 현장기술자는 부족한 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 국가 기반 산업으로서 지대한 비중을 차지하는 반도체 분야에서 치열한 국제 경쟁을 이겨내어 메모리 분야에서의 최선두 유지와 비메모리분야에서의 선두권 진입을 이루기 위해 꼭 필요한 반도체 웨이퍼 가공(FAB) 공정의 흐름을 컴퓨터 모델로 구현하고 이것을 해당 공정의 Device 단면도(Cross-sectional view)와 공정/장비의 특성을 나타내는 프리젠테이션 툴(Presentation Tool) 과 연동시켜 반도체 FAB 공정의 전체 흐름과 함께 단위 공정의 특성을 설명하여줌으로써 생산라인의 이해를 필요로 하는 반도체 분야의 학부 교육과 반도체 산업 현장의 실무 입문 교육에 활용하고자 하는 것이 목적이다. 본 논문의 구성은 2장과 3장에서 반도체 생산의 특성과 이에 대한 현재까지의 상황과 문제점을 분석하며 4장에서는 이 분석을 기초로 어떻게 반도체 FAB 공정모델에 접근할 것인지에 대해 알아보겠다.
가설 설정
- 모델을 구축하기 위해 모델링/시뮬레이션 툴의 선정이 중요한데 개발기간 동안과 개발이 완료된 후에도 생산여건은 변하므로 모델의 유지보수까지 고려하여야 한다. 시스템 수준의 설비 모델용은 각각의 움직임을 가시화시켜 분석이 용이한 Arena, Factor/AIM, AutoMod, G2 등이 적합한데 3차원의 입체화면이 지원되면 효과적일 것이다. 이중 많이 사용되어지고 반도체 환경의 상하위 개념을 모두 나타낼 수 있는 모델링/시뮬레이션 툴은 AutoMod가 가장 적합하며 프리젠테이션 툴로는 슬라이드쇼 등 여러 가지 기능이 있고 다른 프로그램과호환성이 강한 Powerpoint를 이용하였다.
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