[궁금한 반도체 WHY] 웨이퍼를 실어 나르는 자율주행 시스템, OHT

운전대를 잡지 않아도 알아서 목적지까지 데려다주는 자율주행차 시대! 최첨단 기술을 선도하는 반도체 공장에도 스스로 움직이며 ‘열일’하는 자율주행차가 있다는 사실을 알고 계시나요? 바로 ‘OHT’(Overhead Hoist Transfer)라는 물류 자동화 시스템입니다. 우리는 흔히 반도체 공장의 모습을 접할 때, 천장의 레일을 따라 달리는 OHT를 볼 수 있는데요. 과연 OHT는 공장에서 어떠한 역할을 수행하고 있을까요? 오늘 <궁금한 반도체 WHY> 5탄에서는 반도체 공장에서 웨이퍼를 실어 나르는 자율주행시스템, OHT에 대해 알아보도록 할게요.

웨이퍼를 싣고 제조라인을 누비는 OHT

반도체의 원재료 웨이퍼(Wafer)가 완제품이 되기 까지는 수백 개의 공정을 거칩니다. 그리고 이 과정에서는 수십만 건의 물류 이동이 발생하게 되는데요. 만약 이 업무를 사람이 하게 된다면 얼마나 많은 인원의 노동력이 필요할까요? 또 얼마나 많은 배달사고와 충돌 사고가 발생할까요? 그로 인한 반도체 생산 Loss는 얼마나 클까요?

이러한 문제를 해결하기 위해 반도체 제조라인에서는 오래 전부터 OHT(Overhead Hoist Transport)를 활용하고 있습니다. OHT는 사람의 개입 없이 수많은 공정 사이를 스스로 이동하는 장치로, 공장 천장에 설치된 레일을 따라 FOUP(Front Opening Unified Pod)에 담긴 웨이퍼를 생산 공정별 제조 설비에 운반하는 역할을 담당합니다.

OHT의 교통 관제탑, 중앙 컨트롤러

반도체 제조라인 곳곳을 자율주행하는 OHT는 교통 관제탑 역할을 하는 중앙 컨트롤러가 관리합니다. OHT의 현재 위치나 상태 등 모든 이동정보는 중앙 컨트롤러로 전송되는데요. OHT가 다니는 레일에는 무선 통신 모듈이 설치돼 있기 때문에 중앙 컨트롤러와 양방향 통신이 가능합니다.

중앙 컨트롤러는 실시간 모니터링을 통해 OHT가 올바른 경로로 가고 있는지 등을 한눈에 파악할 수 있습니다. 또한 최단 경로탐색 알고리즘을 사용해 각 기기에 가장 빠르고 안전한 경로를 안내해주며, 특정 기기의 움직임을 컨트롤할 수도 있습니다.

이처럼 중앙 컨트롤러의 역할은 제조라인 내 전체 OHT 기기를 하나의 MAP으로 관리함으로써, 원활한 교통 흐름과 사고 없는 교통 체계를 구축하는 것이라고 볼 수 있겠네요.

사고발생률 ZERO에 가까운 OHT의 자율주행 능력

▲ 첫번째 이미지 : 고장 발생 시 우회 기능 / 두번째 이미지 : 구간 내 Max OHT 존재 시 우회 기능

레일의 구성은 기본적으로 분기/합류, 180도 Turn 구간으로 이루어져 있습니다. 따라서 크린룸 전체에 레일이 설치된 곳이라면 어디든 원하는 경로를 자유롭게 선택하여 주행할 수 있습니다.

OHT는 자율주행차의 운행 방식과 유사합니다. 자율주행차에는 차선 이탈을 방지하고 보행자 추돌 위험을 감지하기 위해 *리모트 ADAS, 레이더, *라이더(LiDar) 등의 센서가 부착되어 있는데요. OHT에도 추돌방지 및 장애물 감지 센서가 탑재돼 있어 이와 비슷한 역할을 수행합니다.

또 자율주행차에서 GPS와 *V2X가 이동통신의 역할을 하듯, OHT는 무선 통신 모듈을 통해 중앙 컨트롤러와 정보를 주고받습니다.

특히 공장 내 OHT끼리 충돌 사고가 일어날 확률은 거의 ‘0’(Zero)에 가깝다고 볼 수 있습니다. 각각의 OHT 기기가 교차하는 지점에는 센서가 설치돼 있어 2개 이상의 기기의 충돌 위험이 있을 경우 자동으로 감속되기 때문입니다. 따라서 이동 경로 상 고장이 나거나 점검 중인 OHT가 있거나, 혹은 일부 구간의 전원 공급 중단이 발생하더라도 막힘없이 목적지까지 이동이 가능합니다.