반도체•디스플레이 장비를 위한 에너지 모니터링 시스템 개발

Abstract

반도체•디스플레이 산업은 우리나라가 세계를 선도하고 있는 분야이다. 반도체•디스플레이 산업의 경쟁력 확보를 위한 가장 중요한 요소는 고품질 제품의 생산과 수율을 향상시키는 것이다. 하지만 최근 들어 환경오염 문제가 전 세계적으로 이슈가 되고 있으며 이에 따라 환경규제 역시 전 세계적으로 확산되어 반도체•디스플레이 산업에 있어서도 에너지절감, 이산화탄소 배출 절감, 환경 친화적인 제품 생산 등을 중요한 항목으로 평가하고 있다.

본 논문은 이와 같은 이슈에 대응하여 반도체•디스플레이 공정 장비의 개별 구성요소 단위로 에너지 측정 장치를 장착하고, 에너지를 모니터링 하는 소프트웨어를 개발하여 장비운영 상태에 따라 에너지를 측정하고 에너지사용량을 분석하여 장비의 에너지 절감에 필요한 가이드 라인을 제공하고자 한다.

장비의 개별 Component 단위의 에너지를 모니터링 하기 위해서는 실시간으로 적산량을 측정 할 수 있는 도구의 설치가 필요하고, 또한 측정하고자 하는 Component들의 전원공급을 개별적으로 제어 가능하도록 구성한다. 장비의 사용 에너지의 분석을 위해 모니터링 Software를 개발하고 기능으로 에너지의 적산량을 계산하여 원격으로 전송이 가능하도록 개발하고, Data를 활용하여 장비의 운영 상태에 따른 에너지 사용 패턴을 분석하여 결과에 따른 장비 제어시스템과의 상호 Feedback제어가 가능하도록 인터페이스 또한 정의하도록 하였다.

개발된 에너지모니터링 시스템과 장비의 제어시스템간의 에너지 관리를 위해 개별단위 전원장치까지 제어 가능하도록 에너지 모니터링시스템으로 구현하여 실험 하였다.

시험의 결과로 지금까지 반도체•디스플레이 공정 장비의 운영 상태에 따른 실시간 에너지 사용량을 알 수가 없었다. 하지만 본 연구로 장비의 운영 상태에 따른 개별 Component들의 실시간 에너지 사용량을 파악 할 수 가 있었다. 장비의 운영 상태에 따른 에너지 사용량을 분석하고 그에 따라 각각의 Component들의 전원 공급을 제어하며 12시간 기준으로 최대 57%의 절감 효과로 나타나는 Component가 있다는 결과를 도출하게 되었다.

본 연구로 통해 장비 운영 모드에 따라 필요한 개별 단위로 에너지를 절감 하면 반도체•디스플레이 라인의 제조공정의 수율 향상도 높이고 제조 라인의 전체 소비 에너지 또한 절감 할 수 있을 것으로 생각된다.