Semiconductor has a very complicated manufacturing process that it goes through hundreds of processing steps repetitively. Considering this characteristic, the FAB layout design, mainly the decision on where to assign which clusters, is a very important issue because it greatly affects the operational efficiency of the FAB. Usually, layout design and cluster (or tool) planning must be done frequently based on the production plan. Therefore, finding an optimal layout design and cluster plan in right time is a key issue in the FAB operation. Nevertheless, in real practice the layout design process is performed through the trial & error method with simulation, which takes too much time, and even the final design is not guaranteed for its optimality for maximizing the operational efficiency. To solve this problem, an analytic approach for layout design process is studied. Another problem is that the current layout design process does not count the cluster configuration issue importantly. Considering the processing step sequences, how to group the tools to form a cluster greatly affects the performance of the layout design. To solve this problem, actual processing step data is used to discuss the cluster configuration issue in layout design process. As a result, this research will provide a guideline and methodology for the FAB layout design. Also, a new concept of layout design is introduced to provide some intuitions on the structural characteristics of the FAB layout.
반도체 제조는 수백 개의 공정을 거치는 매우 복잡한 생산 프로세스를 가지고 있다. 이러한 특징을 고려해 볼 때, 어떠한 장비를 어디에 배치하는지를 다루는 FAB 레이아웃 디자인은 매우 중요하며 이는 FAB의 운영 효율에 큰 영향을 미치는 이슈이다. 보편적으로, 레이아웃 디자인과 장비 계획은 생산계획의 변화에 따라 지속적으로 이루어지는 편이다. 그러므로 FAB을 운영함에 있어 빠르게 최적의 레이아웃을 찾고 알맞은 장비 계획을 세우는 것은 매우 중요하다. 그럼에도 불구하고, 실제 현장에서는 trial & error 방식을 통해 레이아웃을 구성한 후 이를 시뮬레이션 검증을 거치고 있으며 이는 매우 시간이 오래 걸리는 작업이자 비효율적인 방법이다. 더욱이 이러한 방법을 통해 얻은 레이아웃은 최적이라는 것을 보장해주지도 않는다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 이 논문에서는 분석적 방법을 통한 레이아웃 디자인 방법을 연구해 보았다. 또 다른 현장의 문제로는 클러스터를 구성하는 작업이 레이아웃 디자인 작업과 독립적으로 이루어지는 것이다. 반도체 제조의 복잡한 생산과정을 생각해 볼 때, 장비의 세부적인 구성을 어떻게 하는지는 레이아웃의 효율에 큰 영향을 미치게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 반도체공장의 실제 데이터를 활용한 최소 장비 단위의 레이아웃 디자인 방법론을 제시하였다. 결과적으로 이 연구는 FAB 레이아웃 디자인 과정의 가이드라인을 제시하고자 하며, FAB 레이아웃 디자인에 대한 새로운 직관과 특징을 소개하고자 한다.
