In semiconductor industry, cluster tools are widely used in wafer manufacturing, especially in wafer fabrication. Many previous researches have dealt with conventional architecture of cluster tools, which are single-arm and dual-arm. Recently, a new cluster tool architecture has been introduced to improve productivity and quality of wafers. The new architecture is called independent dual-arm.
In previous researches, conceptual design of independent dual-arm is proposed as well as new sequences, which are transformed versions of conventional sequences. The sequences are Modified Swap and Dual-backward sequences. By utilizing independent dual-arm with proposed sequences, improvement in performance has been observed. However, when wafer delay constraints are given, scheduling gets more complex and the sequences may not be feasible. Wafer delay is caused when a processed wafer is left not taken by a robot arm, and residual heat, gas, and particles inside the process chamber may deteriorate the wafer’s quality. Thus, wafer delay is an essential quality factor which should be decreased, or more preferably, minimized.
In this thesis, to reconcile the issue of wafer delay constraints in cluster tools with independent dual-arm, we propose a new sequence called Disjunct Backward sequence. The sequence is based on conventional sequence, with disjoint robot tasks in a wafer flow. We also present feasibility of Disjunct Backward sequence compared to those of existing sequences. Lastly, the performance of the sequence is compared with the optimal result given by MIP model.
반도체 산업에서 클러스터 장비는 웨이퍼 제조에 널리 사용되고 있다. 많은 선행 연구들이 기존 클러스터 장비 아키텍쳐에 대해 다루었다. 기존 클러스터 장비 아키텍쳐는 한 팔과 두 팔이 존재하는데, 두 팔의 경우 함께 붙어있기에 서로 독립된 작업을 수행하지 못한다. 최근에는 웨이퍼 생산성과 품질을 향상시키려 새로운 아키텍쳐가 제안되었는데, 그 중 대표적으로 독립된 두 팔 클러스터 장비가 있다.
선행 연구에서 독립된 두 팔 클러스터 장비의 디자인과 스케줄링 방법론들이 제안되었다. 제안된 방법론들을 사용하였을 때, 기존 아키텍쳐에 비해 향상된 생산성을 보여주는 것으로 나타났다. 하지만 체재시간 제약이 포함될 경우 이러한 방법론들이 효과적이지 않을 수 있다. 웨이퍼가 프로세스 챔버에서 작업이 완료되었으나 꺼내지지 않으면 웨이퍼 지연이 발생하게 되는데, 이는 웨이퍼 품질에 악영향을 끼칠 수 있다. 독립된 두 팔 클러스터 장비는 더 유연한 스케줄링이 가능하기에, 이러한 웨이퍼 지연에 대응하는 데 더 효과적일 것으로 예측할 수 있다.
본 연구는 체재시간 제약을 가지는 독립된 두 팔 클러스터 장비의 스케줄링에 대해 다루고 있다. 체재시간 제약을 가질 때, 기존에 제안된 스케줄링 방법론들이 어느 정도 효과적인지에 대해 다루며, 또한 이러한 제약에 대응하는 새로운 스케줄링 방법론을 제시한다.
