In semiconductor manufacturing, a cluster tool, which consists of several processing modules (PMs) and a single wafer handling robot, often processes multiple wafer types concurrently to maximize its throughput. In this case, each PM is usually dedicated to a specific wafer type to meet quality requirements. When processing multiple wafer types, cyclic scheduling is widely used to maintain the resulting schedule simple and traceable. In cyclic scheduling of multiple wafer types, a cycle plan which determines the number of wafers of each type produced in a cycle plays a critical role in maximizing the tool’s throughput. Determining a cycle plan is very challenging because the workload balance and robot task timings between different wafer types should be considered simultaneously. In this paper, we propose an optimal algorithm for cycle planning while assuming that each wafer type is produced based on the well-known swap sequence. We also present an method to determine the input sequence of wafer types for a given cycle plan. Finally, the performance of the proposed algorithms is verified by numerical experiments.
반도체 제조 장비인 클러스터 툴은 여러 개의 공정 모듈과 하나의 웨이퍼를 이동시키는 로봇으로 구성되고, 종종 처리량의 극대화를 위해 여러 웨이퍼 타입을 동시에 처리는 혼류 공정을 진행한다. 이 경우, 각 공정 모듈은 품질 요구사항을 충족시키기 위해 보통 특정 웨이퍼 타입의 전용으로 사용된다. 혼류 공정에서, 스케줄을 단순하고 계산 효율적으로 유지하기 위해 주기적 스케줄링이 사용되는데, 한 주기에서 생산되는 각 타입의 웨이퍼 수를 결정하는 사이클 플랜은 장비의 처리량을 극대화하는 데 중요한 역할을 한다. 다 른 웨이퍼 타입 간의 워크로드 밸런스와 로봇 작업 타이밍을 동시에 고려해야 하기 때문에 사이클 플랜을 결정하는 것은 어려운 의사결정이다. 본 논문에서는 각 웨이퍼 타입이 잘 알려진 스왑 시퀀스를 기반으로 생산된다고 가정하면서 사이클 플랜을 위한 최적의 알고리즘을 제안한다. 또한 주어진 사이클 플랜에 대한 웨이퍼 타입의 투입 순서를 결정한다. 마지막으로, 제안된 알고리즘의 성능을 수치 실험을 통해 검증한다.
