본 논문에서는 반도체 장비의 상황을 인지하는 시스템을 제안하고 이에 대한 성능을 평가하였다. 제안하는 시스템은 반도체 장비 주변에 배치된 클라이언트노드의 가속도, 압력, 온도, 가스 센서로부터 정보를 획득하고 서버로 데이터를 전송한다. 서버로 전송된 데이터는 다중 이벤트 및 단일 이벤트의 상황인지알고리즘을 통해 알람을 3단계로 발생시키게 된다. 제안한 상황인지 시스템의 동작 실험결과에 따른 상황인지 알고리즘을 사용하지 않은 경우보다 알람이 약 80% 정도 적게 발생하여 정보의 신뢰성 및 효율성을 향상시켰으며, 다수의 클라이언트 노드로부터 주위의 정보를 습득할 수 있으므로 반도체 장비의 효과적인 상태감시가 가능함을 확인하였다.
본 논문에서는 반도체 장비의 상황을 인지하는 시스템을 제안하고 이에 대한 성능을 평가하였다. 제안하는 시스템은 반도체 장비 주변에 배치된 클라이언트 노드의 가속도, 압력, 온도, 가스 센서로부터 정보를 획득하고 서버로 데이터를 전송한다. 서버로 전송된 데이터는 다중 이벤트 및 단일 이벤트의 상황인지 알고리즘을 통해 알람을 3단계로 발생시키게 된다. 제안한 상황인지 시스템의 동작 실험결과에 따른 상황인지 알고리즘을 사용하지 않은 경우보다 알람이 약 80% 정도 적게 발생하여 정보의 신뢰성 및 효율성을 향상시켰으며, 다수의 클라이언트 노드로부터 주위의 정보를 습득할 수 있으므로 반도체 장비의 효과적인 상태감시가 가능함을 확인하였다.
In this paper, we propose a system which can perceive status of semiconductor equipment and evaluate its performance. The proposed system acquires the information such acceleration, pressure, temperature and gas sensors in the surrounding semiconductor equipment. After acquiring information, it is s...
In this paper, we propose a system which can perceive status of semiconductor equipment and evaluate its performance. The proposed system acquires the information such acceleration, pressure, temperature and gas sensors in the surrounding semiconductor equipment. After acquiring information, it is sent to server through multi hop transmission. The transmitted data generates 3 steps alarm using context-aware algorithm of unit or multiple event. From the experiment's result of the proposed system, we confirm that the reliability and efficiency of information is more improved about 80% than a system that doesn't use context-aware algorithm. Moreover, this system can be effective status monitoring of semiconductor equipment because lots of client nodes acquire surrounding information.
In this paper, we propose a system which can perceive status of semiconductor equipment and evaluate its performance. The proposed system acquires the information such acceleration, pressure, temperature and gas sensors in the surrounding semiconductor equipment. After acquiring information, it is sent to server through multi hop transmission. The transmitted data generates 3 steps alarm using context-aware algorithm of unit or multiple event. From the experiment's result of the proposed system, we confirm that the reliability and efficiency of information is more improved about 80% than a system that doesn't use context-aware algorithm. Moreover, this system can be effective status monitoring of semiconductor equipment because lots of client nodes acquire surrounding information.
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문제 정의
유비쿼터스 컴퓨팅은 지능 공간에서 수많은 자원 들을 유기적으로 연결하여 사람들에게 필요한 정보나 서비스를 효과적으로 제공하는 것을 그 목적으로 한다[1]-[2].
본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결 할 수 있도록 그림 1과 같이 가스, 온도, 압력, 기울기센서가 부착된 다중 센서 노드를 반도체 장비 주변에 배치하여 정보를 수집한 후 상황인지 알고리즘을 통하여 장애가 될 수 있는 다양한 요인들을 실시간으로 감시하고 수집된 장애원인을 다각도로 파악할 수 있는 상황인지 시스템을 제안하고 설계한다.
본 논문에서는 반도체 장비의 상태감시를 위해 무선 다중센서 모듈을 이용한 상황인지 시스템을 제안하고 이에 대한 성능을 평가하였다. 제안한 시스템은 반도체 장비 주변에 존재하는 다중 센서로부터 상태 정보를 수신하고 센싱된 정보를 바탕으로 반도체 장비의 상황을 인지할 수 있다.
제안 방법
기울기를 측정하기 위해서 3축 가속도 센서를 사용하였다. 3축가속도 센서의 모델명은 AM-3AXIS-P이며 X,Y,Z방향의 가속도와 각 방향의 기울기를 측정한다. 저 전력을 사용하는 센서로 출력값이 아날로그로 출력이 된다.
실험을 위해 그림 4와 같이 다중 인터페이스 보드를 설계하였다. 가스, 온도, 압력, 가속도의 데이터를 각각 수집하여 MCU(modular concept unit)로 데이터를 전송하고 MCU는 센서에서 받아온 이기종 데이터를 하나로 통합하여 서버 노드로 전송한다.
제안하는 상황인지 시스템의 성능을 평가하기 위해 그림 6과 같이 실제 산업용장비 주변에 있는 물리적 환경과 유사하도록 실내에 다중 센서 모듈을 배치하여 모듈의 정상 동작을 실험하였다.
본 논문에서는 반도체 장비의 상태감시를 위해 무선 다중센서 모듈을 이용한 상황인지 시스템을 제안하고 이에 대한 성능을 평가하였다. 제안한 시스템은 반도체 장비 주변에 존재하는 다중 센서로부터 상태 정보를 수신하고 센싱된 정보를 바탕으로 반도체 장비의 상황을 인지할 수 있다. 다중 센서가 탑재된 임베디드 보드는 가속도, 압력, 온도, 가스 센서로부터 정보를 습득하고 서버로 수집한 데이터를 전송한 후 서버는 상황인지 알고리즘을 이용하여 상황에 맞는 3단계의 알람을 발생시키게 된다.
대상 데이터
실험에 사용된 온도 센서는 DSTM-02로 비접촉식 적외선 온도센서이며 I2C인터페이스를 통해 온도값을 출력하고 온도는 0~100℃까지 측정가능하며 오차범위는 ±0.2이다.
성능/효과
그림 11은 제안한 상황인지 알고리즘이 적용된 경우와 그렇지 않은 경우로서 임계값 초과시 상황인지 알고리즘을 사용하지 않았을 경우 모든 이벤트에 해당하는 알람이 발생한다. 하지만 본 논문에서 제안한 상황인지 알고리즘을 사용하였을 경우 상황인지 미사용보다 약 80%의 알람 발생 빈도가 감소됨을 확인할 수 있다. 이는 결과적으로 임계값 초과에 따른 이벤트 발생 시 상황인지 알고리즘에 따라 복합적 위험요인으로 발생할 수 있는 이벤트에 대해서만 알람을 발생하므로 작업자에게 불필요한 알람 경고를 감소시키고 다중센서 노드의 전원수명을 연장시키는 효과가 있다.
다중 센서가 탑재된 임베디드 보드는 가속도, 압력, 온도, 가스 센서로부터 정보를 습득하고 서버로 수집한 데이터를 전송한 후 서버는 상황인지 알고리즘을 이용하여 상황에 맞는 3단계의 알람을 발생시키게 된다. 제안한 상황인지 시스템의 동작 실험결과 상황인지 알고리즘을 사용 하지 않은 경우보다 알람이 약 80% 적게 발생하여 정보의 신뢰성 및 효율성을 향상시켰으며, 임계값 초과에 따른 이벤트 발생시 상황인지 알고리즘에 따라 복합적 위험요인으로 발생할 수 있는 이벤트에 대해서만 알람을 발생하므로 관리자에게 불필요한 알람 경고를 감소시키고 센서 모듈의 전원 수명이 연장 가능함을 확인하였다.
후속연구
차후 연구과제로 상황인지 알고리즘으로 발생하는 알람을 관리자에게 전달하기 위한 알람에 따른 상황별 조치에 대한 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유비쿼터스 컴퓨팅의 목적은?
유비쿼터스 컴퓨팅은 지능 공간에서 수많은 자원 들을 유기적으로 연결하여 사람들에게 필요한 정보나 서비스를 효과적으로 제공하는 것을 그 목적으로 한다[1]-[2].
반도체장비의 상태 감시를 위한 상황인지 시스템이란?
반도체장비의 상태 감시를 위한 상황인지 시스템은 장비에 장애가 될 수 있는 다양한 요인들을 실시간으로 감시하고 복합적인 원인에 의한 문제점이 발생 했을 때 장애 원인을 파악하기 위해 4개의 센서가 장착된 센서노드를 반도체 장비 외부에 배치하여 순간적으로 발생되는 장비의 불안정한 환경으로부터 안정적인 반도체 공정이 이루어질 수 있도록 실시간으로 상태를 감시하는 시스템이다.
우리나라의 반도체 공정의 먼지 및 이상온도 검출 등에 대한 상태감시 시스템의 단점은?
현재 우리나라의 반도체 공정은 먼지 및 이상온도 검출 등에 대한 상태감시 시스템이 구축되어 있다. 그러나 근무자가 PDA(personal digital assistants) 형태의 단말기를 이용하여 각각의 센서마다 직접 연결하여 기록된 정보를 수동으로 수집하는 상태감시 시스템이므로 복합적 요인의 장애나 이상 징후를 실시간으로 감시하는데 한계가 있다. 이러한 상황을 해결하기 위해서는 환경에 대한 정확한 정보 수집이 선행되어야 하고 수집된 실제 환경의 상황을 컴퓨팅 환경에 맞게 변환 및 적용해야 한다.
홍성범, 박종현, 김영국, 강지훈, "유비쿼터스 환경에서의 상황인지 기반 자원 공유 시스템," 한국컴퓨터종합학술대회 논문집, 제36권 제1호, pp.92-93, 2009. 07.
권오범, 한혜정, 김계영, "반도체 공정 실시간 자동 진단 시스템," 한국정보과학회 학술발표논문집, 제30권 제1호, pp. 241-243, 2003.
J. Han and M. Kanber, DataMining : Concepts and Techniques. 2nd Edition. Morgan Kaufmann, Nov. 2005.
O. A. S. Youssef, "An optimized fault classification technique based on support-vector-machines," Power Systems Conference and Exposition(PES), pp. 1-8, Mar. 2009.
노웅기, 홍상진, "반도체공정 이상탐지 및 클러스터링을 위한 심볼릭 표현법의 적용," 정보과학회논문지 컴퓨팅의 실제 및 레터, 제15권 제11호, pp. 806-818, 2009. 11.
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