e-Manufacturing 생산성 혁신 방안

하이테크사업본부 전략사업부임혁수

( )

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(maverick@miracom.co.kr)

GroupCompany

Overview

반도체생산자동화시스템의변화반도체생산공정에서의 SOASOA의도입방향

반도체 생산 공정

단결정 성장단결정 성장 규소봉 절단규소봉 절단 웨이퍼 표면 연마웨이퍼 표면 연마 회로 설계회로 설계 마스크 제작마스크 제작

웨이퍼 제조 공정

산화 공정산화 공정감광액 도포감광액 도포노광 공정노광 공정현상 공정현상 공정

식각 공정식각 공정 이온 주입 공정이온 주입 공정 화학 기상 증착화학 기상 증착 금속 배선금속 배선

전(前) 공정 : 웨이퍼 가공

성형성형 금속 연결금속 연결 칩 집착칩 집착 웨이퍼 절단웨이퍼 절단 웨비퍼 자동 선별웨비퍼 자동 선별

후(後) 공정 : 조립 및 검사

반도체 공정의 자동화 (전공정)

EA (Enterprise Architecture)LIS LIS

CRM CRM SCM SCM

EAIERP ERP

PDM PDM

MESMES

EAP

생산 장비 A 생산 장비 A 측정 장비측정 장비

생산 장비 B 생산 장비 B 생산 장비 n생산 장비 n

ERP : Enterprise Resource Planning

EAP : Equipment Application ProcessEAI : Enterprise Application Integration

LIS : Logistics Information SystemCRM : Customer Relationship ManagementSCM : Supply Chain Management PDM : Product Data Management MES : Manufacturing Execution System

생산 장비 B생산 장비 B 생산 장비 n 생산 장비 n

EES(Equipment Engineering System)의 도입

생산현장의주요관심사의이동수율(Yield) 향상→ 수율(Yield) 향상 + 장비의가동률향상

MES MES

EES (Equipment Engineering System)

FDC RMS Middleware

EAPEAP

FDC : Fault Detection and ClassificationRMS : Recipe Management System

생산 장비 A 생산 장비 A 측정 장비측정 장비생산 장비 B 생산 장비 B 생산 장비 n 생산 장비 n

EES

수율및장비의가동률향상을위한시스템

복수의시스템이서로연동지속적인시스템추가예상지속적인시스템추가예상시스템간연동작업수반유연한시스템구조필요유연한시스템구조필요

시스템의 예시스템의 예

• RMS(Recipe Management System)

• ARAMS(Automated Reliability, Availability, and Maintainability Standard)

PMM(Preventive Maintenance Manager)• PMM(Preventive Maintenance Manager)

• APC(Advanced Process Control) / R2R(Run-To-Run Module)

• FDC(Fault Detection and Classification)

변화의 필요성

정보 처리의 복잡성 증가한정된 컴퓨팅 자원 vs.

처리해야 할 정보의 양 증가

기존 시스템의 유지보수 비용 증가

장비 별로 연동 해야 할정보의 다양성 증가

신규 시스템과의 생산성 향상을 위한 빈번한신규 시스템과의통합 비용 증가

생산성 향상을 위한 빈번한시스템 연동 구조의 변화

보다 복잡해지는 현장의 문제들을 해결하기 위해 유연한 시스템연동 구조와 이를 실현시킬 수 있는 아키텍처 및 기술의 중요성 대두

표준 기술의 변화

SECS/GEM

• 현재까지 주로 이용되는 장비 제어 기술

Interface-B

• 시스템의 효율성을 높이기 위해 활용되는 EES와MES/FICS 간의 유연한 통신 지원 표준

Interface-A

•생산 장비의 정보를 쉽고 빠르게 수집하는

MES/FICS 간의 유연한 통신 지원 표준

Interface-C

• FAB에서 활용되는 장비의 유지보수를 위해 외부의•생산 장비의 정보를 쉽고 빠르게 수집하는통신 표준 장비 생산 업체에 장비 정보를 제공하는 통신 표준

Interface-BInterface-C

EEAC EES

Interface-A

Interface B

FAB 외부의장비 생산 업체

MES/FICSEEAC EES

FAB 방화벽 FAB 네트워크

SECS/GEM

/HSMS

FAB 방화벽 FAB 네트워크

EEAC : Equipment Engineering Access Control FICS : Factory Information Control System

표준 기술의 변화 (Cont’d)

다양성, 확장성, 상호 연동성다양성, 확장성, 상호 연동성

EES (Equipment Engineering System)MES MES

Mid

dle

ware RMS FDC …….

M w

EAPEAP

생산 장비 A생산 장비 A 측정 장비측정 장비생산 장비 A 생산 장비 A 측정 장비측정 장비생산 장비 B 생산 장비 B 생산 장비 n 생산 장비 n

새로운 기술들의 특징

XML 기술 중시

•웹서비스 (Web Services) 활용

•이기종 시스템간의 빠른 통합 가능

•구조적이고 완성도 높은 메시지 전달

빠르고 다양한 데이터 수집과 전송 지원양 송

다자간(n : n) 통신의 지원

사용자( i i l) 권한( i il ) 역할( l ) 기반의 사용자 인증•사용자(principal) - 권한(privilege) – 역할(role) 기반의 사용자 인증

• SSL 기술 활용

기술 동향의 지속성

•신규 표준 기술에서도 동일한 기술 경향 발견

새로운 기술 경향

각 시스템의 서비스화각 시스템의 서비스화

• XML과 웹서비스 도입을 통한 느슨한(Loosely Coupled) 통신 / 연동 구조

플랫폼에 독립적인 인터페이스

동적인 발견·호출Service Interface

동적인 발견 호출

• 스스로 자신의 상태 유지

• 인터페이스 공개

Service Implementation

시스템의 단순화시스템의 단순화

• 본 기능의 충실히 구현

• 연동되는 외부 시스템의 영향을 받지 않음

Overview

반도체생산자동화시스템의변화

반도체생산공정에서의 SOASOA의도입방향

반도체 생산 공정에서의 SOA

SOA로 재구축 진행 중LISLIS

CRM CRM

LIS LIS

SCM SCM

ERP ERP PDM PDM

MESMES

생산 장비 A 생산 장비 A 측정 장비측정 장비

생산 장비 B 생산 장비 B 생산 장비 n 생산 장비 n

반도체 생산 공정에서의 SOA (Cont’d)

SOA 반영웹서비스 기반 I t f B

반도체 생산 공정에서의 서비스반도체 생산 공정에서의 서비스

SOA 반영웹서비스 기반 Interface-B

MES/FICSEES…

EES2EES1

웹서비스 기반 Interface-A

SECS 기반 FAB 네트워크

Interface B를 활용한 SOA 반영Interface B를 활용한 SOA 반영Interface-B를 활용한 SOA 반영Interface-B를 활용한 SOA 반영

• EES를 구성하고 있는 컴포넌트 소프트웨어간의 연동

• EES와 MES 간의 연동• EES와 MES 간의 연동

SOA를 반영한 EES 시스템간의 연동

각 EES에서제공하는서비스를하나의레지스트리(Registry)에서관리에서관리신규 EES 도입용이성기존 EES 유지보수의용이성기존 EES 유지보수의용이성

R2 R

ARAMS

FDC

RMS

Business Rule Engine

User

Equipment Engineering Service Registry

MPA

User

APCPMM

MPA

SOA를 반영한 EES 시스템간의 연동 (Cont’d)

비즈니스규칙엔진(Business Rule Engine)을통한 EES 활용서로다른 EES간의연동중요단일화된인터페이스를통한 EES 활용다다양한 EES의활용가능성보다다양한 EES의활용가능성

R2RFDC

ARAMS

Business Rule EngineEquipment Engineering

S i R i

RMS User

Business Rule EngineService Registry

APCPMM

MPA

Interface-B의 활용

Interface-B의 예상 규격Interface-B의 예상 규격

• string[] getMethodList()• string[] getMethodList() • methodInfo getMethodInfo(string methodName) • object Execute(string methodName, param object args[])

Equipment Engineering Service RegistryEquipment Engineering Service Registry

• 각 EES가 제공하는 Method의 목록 및 제공 위치 저장• 각 EES가 제공하는 Method에 대한 상세한 설명(metadata) 저장

Method의 역할 각 인자값의 의미

반환 값의 의미반환 값의 의미

Business Rule EngineBusiness Rule EngineBusiness Rule EngineBusiness Rule Engine

• Equipment Engineering Service Registry에 저장된 내용을 근거로 Business Rule을 생성하거나 실행• 기존 BPMS와 유사한 기능• 기존 BPMS와 유사한 기능

웹서비스 기반의 FAB 네트워크 기술

웹서비스 기반 Interface-B

MES/FICSEESEESEES MES/FICSEES…

EES2EES1

웹서비스 기반 Interface-A

SECS 기반 FAB 네트워크웹서비스 기반 FAB 네트워크 기술 등장

• 현재의 기술 동향상 충분한 개연성 존재 (ex. RaP, E142, etc…)• 보다 독립적인 장비 관리 및 제어를 위해 필수적인 요소• Interface-C 표준 확립 예상

웹서비스 기반의 FAB 네트워크 기술의 활용

RaP(Recipe and Parameter Management) 도입RaP(Recipe and Parameter Management) 도입

RFE(Recipe Flow Rule Engine) 도입RFE(Recipe Flow Rule Engine) 도입RFE(Recipe Flow Rule Engine) 도입RFE(Recipe Flow Rule Engine) 도입

• 기존의 Business Rule Engine 응용• 장비가 지원하는 Recipe를 RaP에서 실시간 검색 / 바인딩

유휴 장비의 효과적인 운용• 유휴 장비의 효과적인 운용

To-Be 자동화 시스템의 구조

서비스공급자 : 장비서비스 : 각장비가제공하는표준

ServiceBrokerServiceBroker

서비스 : 각장비가제공하는표준Ex. Interface-A / C, E142, RaP, etc.

서비스중계자 : EES RegistryServiceService S iS i

PublishFind / Locate

서비스사용자 : EES메시지 : Lot / Wafer / Die Tracking 정보

ServiceConsumer

ServiceConsumer

ServiceProviderServiceProviderBinding /

Invoke

웹서비스 기반 Interface-B

MES/FICSEES Registry

RFEEES

웹서비스 기반 Interface-A

웹서비스 기반 FAB 네트워크 기술

SOA를 도입한 반도체 생산 현장의 미래

각장비의기능은웹서비스로공개되고(서비스화), 동적으로바인딩될수있다바인딩될수있다.

각시스템의기능은컴포넌트와같이독립적으로구성된다각시스템의기능은컴포넌트와같이독립적으로구성된다.

각시스템은느슨하게연결될수있고, 상호운용도가능하다.각시 템 하게 결될수있 , 상 용 가능하다

각시스템은위치투명성및자기치유(self-healing)를지원한다다.

신규비즈니스로직추가는유사실시간으로처리가능하다신규비즈니스로직추가는유사실시간으로처리가능하다.

SOA도입 효과 – 장비 생산 업체

시스템과 생산 장비 간의 상호운영성 확보 용이시스템과 생산 장비 간의 상호운영성 확보 용이

• 공유해야 할 정보의 양과 수준을 최소화• 인터페이스 활용

구현 기술(플랫폼, 내부 로직)에 관계없이 사용 가능공개된 기능만 사용 가능 공개된 기능만 사용 가능

적극적인 대 고객 지원 가능적극적인 대 고객 지원 가능

• Interface-A의 활용 : 기능 요구• Interface-C의 활용 : 장애 대처

고객사의 요구 사항에 대한 빠른 대응 가능고객사의 요구 사항에 대한 빠른 대응 가능

• Interface-C의 활용 : 장애 대처

고객사의 요구 사항에 대한 빠른 대응 가능고객사의 요구 사항에 대한 빠른 대응 가능

SOA도입 효과 – 반도체 생산 업체

생산환경의변화에대한기민성및확장성증가느슨한연결지향느슨한연결지향새로운기능확장등의변화나요구에신속한대응가능

생산환경구축의융통성확보특정시스템에문제가발생했을경우, 유사시스템으로의대체및치환가능능다른시스템의작업에영향을주지않고유지/보수가능

생산라인구축에대한비용효과개선신규시스템추가나대체시, 비용최소화

생산라인의혁신능력향상파트너들과상호운용·협력원할새로운시스템과의손쉬운통합으로효과창출극대화

Overview

반도체생산자동화시스템의변화반도체생산공정에서의 SOA반도체생산공정에서의 SOA

SOA의도입방향

소프트웨어 공학에서의 SOA의 현황

대대 책책한한 계계

• 기술 측면 SOA의 실체에 대한

• 점진적인 SOA의 도입 신규 서비스 중심

고민 SOA를 구축하기

위한 기술 및 도구의부족

기존 서비스 유지보수 : SOA 지원 가능형태로 감싸(wrap)는작업부족

• 비즈니스 측면 비즈니스 수준의

이득에 대한

작업

• SOA로의 통합을 위한표준 제정

WS-*이득에 대한불확실성

SOA로의 전환비용에 대한 부담

WS 업종별 표준 WSDL

제정 작업 진행

• 열린 계(系, system)에대한 통합의 한계

반도체 생산 공정에서의 SOA의 현황

한 계한 계

관련 기술 도입에도 불구하고 아키텍처 관점에서의 접근 미비• 관련 기술 도입에도 불구하고 아키텍처 관점에서의 접근 미비 XML 기반의 자료 관리 웹서비스 도입• 소프트웨어 공학에서의 한계 전이소프트웨어 공학에서의 한계 전이

기술 측면▷ SOA를 구축하기 위한 기술 및 도구의 부족

비즈니스 측면비즈니스 수준의 이득에 대한 불확실성▷ 비즈니스 수준의 이득에 대한 불확실성

▷ SOA로의 전환 비용에 대한 부담• 기술 표준의 미완성

선발 업체의 기술 및 비즈니스상 위험 부담 존재선발 업체의 기술 및 비즈니스상 위험 부담 존재

반도체 생산 공정에서의 적용상 유리한 점반도체 생산 공정에서의 적용상 유리한 점

• FAB 통합환경은 사실상 닫힌 계FAB 통합환경은 사실상 닫힌 계

반도체 생산 공정에서의 SOA 도입 방안

업계 표준화 작업 주시

•Interface-A, Interface-B, Interface-C 표준화 작업 진행 중

•신규 표준들의 XML, Web Services 지원

업계 표준화 작업에 수반되는 기술에 대한 인지

점진적인 SOA의 도입

점진적인 SOA의 도입

현재의 대응 기술로 구축 후, 추후 확정된 표준으로 마이그레이션(Migration)

EES의 구축 분야

1. 각 EES의 인터페이스는 웹서비스 기반으로 구축1. 각 EES의 인터페이스는 웹서비스 기반으로 구축

2. 기존의 BPEL4WS 엔진을 활용한 통합

3. Interface-B에 대한 대응 기술 확정시 대응 기술 적용

생산 공정 자동화 분야

1 Interface-A 적용1. Interface A 적용

•각 장비의 Interface-A 지원을 위한 마이그레이션

• Interface-A와 연동되는 EES 시스템 구축

2 (Interface A를 기반으로 한 Interface C 적용)2. (Interface-A를 기반으로 한 Interface-C 적용)

3. RaP 구축

4. RFE 구축

5. MES – EES - RaP – RFE간 연동 구축

SOA 도입을 위한 솔루션의 확장과 준비

Interface-A 솔루션 확보Interface-A 솔루션 확보

SOA 기반의EES 마이그레이션

SOA 기반의EES 마이그레이션

EAP 확장EAP 확장

솔루션 확보솔루션 확보

EES 마이그레이션EES 마이그레이션EAP 확장EAP 확장

• Interface-A와 호환되는 EES 확보 • Interface-A 기능 지원Interface A와 호환되는 EES 확보 Interface A 기능 지원• 기존 FAB에서의 Interface-A 적용 지원• Add-On 형태로 Interface-A 지원• 기존 SECS 제어 메시지 – XML 제어 메

시지 연동 지원

RFE 솔루션RFE 솔루션MES 확장MES 확장

RFE 솔루션개발 예정

RFE 솔루션개발 예정

RaP 솔루션RaP 솔루션XML을 통한 제어 메시지 전달

RaP 솔루션개발 예정

RaP 솔루션개발 예정

• XML을 통한 제어 메시지 전달기능 지원

결론

반도체 생산 공정에서의 SOA 도입 필요성반도체 생산 공정에서의 SOA 도입 필요성

• 생산 효율성 향상• 확장성 증가

일시에 반도체 생산 공정에 SOA를 도입하는 것은 불가능일시에 반도체 생산 공정에 SOA를 도입하는 것은 불가능

• 시간 / 자본의 한계기술적 위험성

점진적인 SOA의 도입점진적인 SOA의 도입

• 기술적 위험성

점진적인 SOA의 도입점진적인 SOA의 도입

장비 정보 수집 기능부터 신규 EES는 Interface B장비 정보 수집 기능부터서비스 도입• Interface-A 도입• Interface-A와 호환되는 EES

구축

신규 EES는 Interface-B 주목• 서로 다른 EES의 정보를

수집하고자 할 경우• MES와 통신하고자 할 경우

장비가 보다 느슨하게

연결될 수 있는 기술 도입