In semiconductor industry, cluster tools are popularly used to improve the quality and productivity of wafers. In many previous researches, optimal operation method of conventional robot architectures which are: Single Arm and Dual Arm are found and their performance was compared. Recently new cluster tool robot architecture with two independent robot arms named Dual Independent Arm is introduced with expectation that the arms’ flexibility will improve throughput.
In previous research, conceptual design of new architecture is introduced and new sequences are proposed: Dual Backward Sequence and The Modified Swap Sequence. The optimal conditions of two proposed sequences are also studied. From the study, improvement in performance has been proven. But the object has to be researched more thoroughly. When existing methods are used to distribute tasks on robot arms, there are cases when workload of two robot arms is unbalanced. Because of this inefficiency, performance of the cluster tool may become lower.
In this thesis, to resolve the issue with unbalanced workload of two robot arms, we propose two new sequences which are called Alternating Backward Sequence and Alternating Swap Sequence. Both Sequences are based on existing sequences. We also state optimality condition of two proposed sequences through workload analysis. We also develop a 2-cyclic Mixed Integer Programming (MIP) model for the cases in which the proposed sequences are not optimal. The solution by MIP model is compared to our two sequences. Furthermore, we propose sequences of Dual Independent Arm in concurrent process and performance is compared to existing sequences in concurrent process.
현 반도체 산업에서 웨이퍼의 품질과 생산성을 높이기 위해 클러스터 장비가 많이 사용되고 있다. 일반적인 클러스터 장비의 로봇은 한팔 로봇과 두팔 로봇이 대표적으로 쓰이고 있다. 두팔로봇에서 팔 하나는 버퍼의 역활로만 쓰이는데도 불구하고 기존의 한팔 로봇보다 높은 성능을 보인다. 이러한 이유로, 클러스터 장비의 성능을 높이기 위해 기존에 고정되있는 두팔 로봇을 발전 시킨 독립적인 두팔봇을 산업에서 개발 하였다. 기존 연구에서 독립적 두팔 로봇의 두가지 스케쥴링인 듀얼 백워드 와 변형된 스왑 시퀀스를 제시하고 두 전력에 최적상태에 관해 연구가 되었다. 연구를 통해 독립적인 두팔 로봇이 기존의 로봇들 보다 높은 성능을 보인다는것을 알수있었다. 본 연구에서는 기존 연구의 전략을 사용할때 발생하는 두 독립적인 로봇간의 불균형한 워크로드 문제를 해결하기 위해 새로운 전력인 알터네이팅 스왑 시퀀스와 알터네이팅 백워드 시퀀스를 2-사이클 스케쥴로 제안 하였다. 제안하는 전략의 최적상태에 관해 정리를 하였고, 정리되지 않은 부분에 관해선 MIP 모델을 생성하여 최적 값을 구해냈다. 또한 일반 적이지 안은 클러스터 장비인 컨커런트 클러스터 장비에서의 독립적인 두팔 로봇 운영 전략을 제안 하였다.
